高橋2020の卒論日誌

作業日誌

日付時間作業時間内容立会
10/1614:30-16:001.5顔合わせ、ノートPCの立ち上げ後藤さん
10/2314:30-16:001.5UNIXコマンド練習後藤さん
10/3014:00-16:001.5viの練習、gnuplotの使い方後藤さん
11/614:00-18:004.0Salome-mecaの使い方後藤さん
11/1215:00-17:302.511/6課題
11/1916:30-19:303.011/13課題
11/2013:00-16:303.5Salome-meca 木材 直行異方性後藤さん
11/2614:30-18:003.511/20課題
12/413:30-17:003.5Salome-meca 2材料 zoom後藤さん 
12/1016:30-19:002.512/4課題
12/1112:00-18:306.5TeX後藤さん
12/1810:00-16:306.5TeX 画像の貼り方(gnuplot)後藤さん
1/2213:30-16:303.0最終課題後藤さん
1/2816:00-18:002最終課題
1/2916:30-19:002.5最終課題後藤さん
2/415:00-16:303.5最終課題後藤さん
2/512:00-17:005.0最終課題提出後藤さん
2/1017:00-18:301.5パワポ作成
2/1213:00-16:303.5最終課題発表後藤さん
2/169:00-19:0010卒論見学 春休み課題
2/179:00-16:007卒論見学 春休み課題
3/812:00-15:303.5春休み課題
3/912:30-15:002.5ゼミ後藤さん
3/2310:00-13:003.0研究室掃除後藤さん 及川さん 小川さん
3/2411:00-17:306.5研究室模様替え後藤さん 及川さん 小川さん 青山さん
3/2511:00-17:306.5春休み課題後藤さん 及川さん 
4/1213:00~14:301.5ゼミ後藤さん
4/1410:30~17:307.0外国文献 冬休み課題後藤さん 石黒さん 青木さん M1 M2
4/1912:30~17:004.5ゼミ(春休み課題発表、卒論決め)後藤さん 石黒さん 青木さん M1 M2
4/2315:30~18:002.5対傾構モデル作成(アスタースタディの途中まで)M1 M2
4/2610:30~18:007.5ゼミ 対傾構モデルの見直し後藤さん 青木さん M1 M2
5/1711:30~18:307.0ゼミ 対傾構モデルの見直し後藤さん 青木さん 石黒さん M1 M2
5/2114:00~18:304.5オンサイト木橋のモデルを解析したい後藤さん 石黒さん 青木さん M1
5/2414:00~17:303.5方向性決定後藤さん 青木さん M1 M2
5/2816:00~19:303.5モデル作成中M1 M2
5/3111:30~16:305.0モデル作成中後藤さん 青木さん M1 M2
6/110:30~14:003.5海老さんのモデルをフューズしたものの解析後藤さん 青木さん M1
6/711:00~17:306.5経過報告と見直し後藤さん 青木さん M1 M2
6/1413:00~16:303.5ゼミ後藤さん 青木さん M1 M2
7/2612:00~17:005.0ゼミ後藤さん 青木さん 石黒さん M1 M2
8/2815:00~18:003.0
8/3015:00~19:304.5
8/3113:00~17:004.0経過報告後藤さん 青木さん 石黒さん 近藤さん M1 M2
9/2314:00~22:308.5オンサイト木橋(CLT)モデル作成 texM1 M2
9/287:00~16:009.0中間発表後藤さん 青木さん 石黒さん M1 M2
10/410:00~16:006.0ゼミ後藤さん 青木さん 石黒さん M1 M2
10/1015:30~20:004.5
10/1615:00~17:302.5
10/1619:00~21:302.5
10/3117:00~23:006.0
11/110:00~18:008.0ゼミ後藤さん 青木さん 石黒さん M1 M2
11/814:00~17:003.0ゼミ後藤さん 青木さん 石黒さん M1 M2
11/1514:00~17:003.0ゼミ後藤さん 青木さん 石黒さん M1 M2
11/1912:00~18:006.03年ゼミ後藤さん 青木さん 石黒さん M1 M2
11/2214:00~17:003.0ゼミ後藤さん 青木さん 石黒さん M1 M2
12/610:00~17:007.0ゼミ後藤さん 青木さん 石黒さん M1 M2
12/1312:00~16:304.5ゼミ後藤さん 青木さん 石黒さん M1 M2

海老さんのモデルに対傾構を入れたときのたわみ

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/anaaki_clt/taikeikou_ebi.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/anaaki_clt/taikeikou_ebiD.png

平均たわみ
海老さんのモデル9.17mm
CLTモデル9.54mm

対傾構を入れたときの比較

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/anaaki_clt/taikeikou_clt.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/anaaki_clt/taikeikou_cltD.png

強軸の方向平均たわみ
幅員方向16.64mm
橋軸方向9.54mm

検討したヤング率での解析

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/anaaki_clt/anaaki_H.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/anaaki_clt/anaaki_Hd.png

強軸の方向平均たわみ手計算誤差手計算(穴有り)誤差(穴有り)
幅員方向16.56mm14.31mm15.72%14.58mm13.58%
橋軸方向9.40mm7.81mm20.36%7.89mm19.14%

CLTのヤング率の検討

ポアソン比の検討

CLTの弱軸方向\( x \), 強軸方向\( y \), 板厚方向\( z \)とし、 \( E_{x}=0.585 \)GPa, \( E_{y}=5.265 \)GPa, \( E_{z}=0.211 \)GPaとする。

ポアソン比を\( \nu_{xy}, \nu_{yz}, \nu_{xz} \)の3つだけで書いたひずみー応力マトリクス

\[\left(\begin{array}{c} \varepsilon_{x}\\ \varepsilon_{y}\\ \varepsilon_{z} \end{array} \right)= \left[ \begin{array}{ccc} \frac{1}{E_{x}}&-\frac{\nu_{xy}}{E_{x}}&-\frac{\nu_{xz}}{E_{x}}\\ -\frac{\nu_{xy}}{E_{x}}&\frac{1}{E_{y}}&-\frac{\nu_{yz}}{E_{y}}\\ -\frac{\nu_{xz}}{E_{x}}&-\frac{\nu_{yz}}{E_{y}}&\frac{1}{E_{z}} \end{array} \right] \left( \begin{array}{c} \sigma_{x}\\ \sigma_{y}\\ \sigma_{z} \end{array} \right) \]

\( E_{x}=0.585 \)GPa, \( E_{y}=5.265 \)GPa, \( E_{z}=0.211 \)GPa, \( \nu_{xy}=\nu_{yz}=\nu_{xz}=0.016 \)を代入

\[\left(\begin{array}{c} \varepsilon_{x}\\ \varepsilon_{y}\\ \varepsilon_{z} \end{array} \right)= \left[ \begin{array}{ccc} \frac{1}{0.585} & -\frac{0.016}{0.585} & -\frac{0.016}{0.585}\\ -\frac{0.016}{0.585} & \frac{1}{5.265} & -\frac{0.016}{5.265}\\ -\frac{0.016}{0.585} & -\frac{0.016}{5.265} & \frac{1}{0.211} \end{array} \right] \left( \begin{array}{c} \sigma_{x}\\ \sigma_{y}\\ \sigma_{z} \end{array} \right) \]

ポアソン比が6つの表現

\[\left(\begin{array}{c} \varepsilon_{x}\\ \varepsilon_{y}\\ \varepsilon_{z} \end{array} \right)= \left[ \begin{array}{ccc} \frac{1}{E_{x}}&-\frac{\nu_{xy}}{E_{x}}&-\frac{\nu_{xz}}{E_{x}}\\ -\frac{\nu_{yx}}{E_{y}}&\frac{1}{E_{y}}&-\frac{\nu_{yz}}{E_{y}}\\ -\frac{\nu_{zx}}{E_{z}}&-\frac{\nu_{zy}}{E_{z}}&\frac{1}{E_{z}} \end{array} \right] \left( \begin{array}{c} \sigma_{x}\\ \sigma_{y}\\ \sigma_{z} \end{array} \right)\]

上記の値を代入して、

\[\left(\begin{array}{c} \varepsilon_{x}\\ \varepsilon_{y}\\ \varepsilon_{z} \end{array} \right)= \left[ \begin{array}{ccc} \frac{1}{0.585} & -\frac{0.016}{0.585} & -\frac{0.016}{0.585}\\ -\frac{\nu_{yx}}{5.265} & \frac{1}{5.265} & -\frac{0.016}{5.265}\\ -\frac{\nu_{zx}}{0.211} & -\frac{\nu_{zy}}{0.211} & \frac{1}{0.211} \end{array} \right] \left( \begin{array}{c} \sigma_{x}\\ \sigma_{y}\\ \sigma_{z} \end{array} \right) \]

成分同士をイコールで結んで、

\( -\frac{0.016}{0.585}=-\frac{\nu_{yx}}{5.265} \)より、\( \nu_{yx}=0.144 \)

\( -\frac{0.016}{0.585}=-\frac{\nu_{zx}}{0.211} \)より、\( \nu_{zx}=0.0058 \)

\( -\frac{0.016}{5.265}=-\frac{\nu_{zy}}{0.211} \)より、\( \nu_{zy}=0.0006 \)

いずれも0.5を下回っているので、Salome-mecaに入力するポアソン比 \( \nu_{LT}=\nu_{xy}, \nu_{LN}=\nu_{xz}, \nu_{TN}=\nu_{yx} \) は、全て0.016にする。

オンサイト木橋 CLTと海老さんのモデルの比較

CLTモデル

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/anaaki_clt/anaaki_H.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/anaaki_clt/anaaki_Hd.png

平均たわみ13.39mm
理論値(穴無し)11.94mm
誤差12.14%
理論値(穴有り)12.121mm
誤差10.46%

海老さんのモデル

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/anaaki_clt/anaaki_ebi3.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/anaaki_clt/anaaki_ebi3d.png

平均たわみ8.63mm
理論値(穴無し)7.41mm
誤差16.51%
理論値(穴有り)7.484mm
誤差15.21%

幅員方向のたわみ

オンサイト木橋(CLT)穴あきモデルの解析

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/anaaki_clt/anaaki_H.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/anaaki_clt/anaaki_Hd.png

オンサイト木橋(CLT)鋼材がH型の解析

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/clt_Hd.png

ヤング率支間長B×H
CLT3.2GPa(強軸)1.7GPa(弱軸)7m840×120mm
H型鋼206GPa7m200×300(294)mm
平均たわみ誤差
全体解析(100kN)12.25mm2.60%
1/2解析(50kN)12.44mm4.19%
1/4解析(25kN)12.51mm4.79%
理論値11.94mm-

オンサイト木橋(CLT)鋼材がI型鋼の解析

全体解析

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/clt/tanjun_cltP.png

Salome-meca9.10mm
手計算8.4mm
誤差8.33%

1/2解析

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/clt/tanjun_CLT2P.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/clt/tanjun_clt2D.png

Salome-meca9.18mm
手計算8.4mm
誤差9.29%

オンサイト木橋(CLT)のモデル作成

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/geometry.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/geometry2.png

支間長7000mm
厚さ600mm
840mm
I型鋼300×150mm

単純梁・理論値の比較

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/tanjunn.png

支間長7m
厚さ600mm
840mm
ヤング率7.684GPa
荷重100kN

中立軸上で固定・載荷したとき

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/tyuukan0928s/hyou2.png

モデルの上面、下面で固定・載荷したとき

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/tyuukan0928s/hyou1.png

要素数・変異のグラフ

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/tyuukan0928s/zu3.png

直方体1/2モデルの解析

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/tanjun1-4.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/tanjun1-4g.png

今後の課題

穴あき1/2モデルの解析

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/anaaki_4_2.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/takahashi/anaaki_4_2s.png

今後の課題

海老さんのモデルをフューズして解析

0.429×0.5×3.65m 荷重-250kN http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/kenshi/anaaki_3.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/kenshi/anaaki_3danmenn.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/kenshi/anaaki_3g.png 横軸-幅員方向 縦軸-たわみ(載荷方向が負)

ヤング率ポアソン比
木材7.694Gpa0.4
鋼材206Gpa0.3

方針

海老さんのモデル

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/kenshi/anaaki.png この穴開きモデルを参考にする。

1/2解析・1/4解析(5/17)

基本のモデル

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/kenshi/2taikeikouT.png 載荷点の平均ひずみ 0.7771mm

理論値 0.7552mm

理論値との相対誤差 2.9%

1/2モデル

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/kenshi/2taikeikou1-2.png 載荷点の平均ひずみ 0.7772 基本のモデルとの誤差 0.0064% 理論値との相対誤差 2.9%

1/4モデル

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/kenshi/2taikeikouT1-4.png 載荷点の平均ひずみ 0.7743 基本のモデルとの差 0.37% 理論値との相対誤差 0.25%

考察

中立軸上に載荷線と固定端を乗せたことで、基本のモデルと1/4モデルの平均ひずみが以前よりかなり近い値になった。 誤差が限りなく小さいと判断し、次回からオンサイト木橋のモデルを解析していくこととする。

1/2解析・1/4解析(4/26)

基本のモデル

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/kenshi/Taikeikou1-1.png 載荷点の平均ひずみ 0.8448mm

1/2モデル

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/kenshi/taikeikou1-2.png 載荷点の平均ひずみ 0.8446mm 基本ののモデルとの差 0.027%

1/4モデル

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/kenshi/Taikeikou1-4.png 載荷点の平均ひずみ 0.5069mm 基本のモデルとの差 66.653%

考察

1/2モデルと基本のモデルのひずみは近い値になったが1/4モデルの方は割と大きな差が出た。境界条件や載荷の方法を見直し、近い値を出せるようにしたい。

Salome-Meca 冬休み(課題)

理論値0.113556

メッシュ長さ要素数変位相対誤差(%)
0.82222250.11548441.7
0.91398270.112399-1.0
1.01165780.1140140.4
1.21144330.113092-0.4
1.41030320.112646-0.8
1.5956700.111257-2.0
1.8378410.105512-7.1
2.0308150.102516-9.7
3.0321500.099580-12.3
4.0115030.083153-26.8
5.095560.070837-37.6
8.045400.039431-65.3
10.022820.008954-92.1

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/kenshi/kadaihuyugpp.png

Salome-Meca 12/4(課題)

メッシュ長さ要素数変位相対誤差(%)計算者
0.82266470.0805356.9髙橋
0.91275060.0767849.7髙橋
1.0924470.052762.79
1.2883860.052642.55田村
1.4780860.052612.49田村
1.5700320.0725541.3根本
1.8348580.06837533.2根本
2.0203130.0632823.3藤原
3.0182290.04892-4.68君島
4.080670.050046-2.51藤原
5.048460.036772-28.3君島
8.038140.027088-47.2森島
10.017160.02179-57.5森島

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/kenshi/kadai124g.png

Salome-Meca 11/20(課題)

長さ100mmの場合

メッシュ長さ要素数変位相対誤差(%)計算者
0.53910310.44001511.9君島
0.72157800.43582310.8君島
0.81594680.433013110.1髙橋
0.9717180.427668.72髙橋
1.0613150.4238817.77
1.2581110.4230057.54田村
1.4474090.4203096.86田村
1.5420680.4184703756.39根本
1.8246270.41046414.36根本
2.0122280.3963140.84藤原
4.050770.378695-3.6藤原
8.017950.342299-12.7森島
10.07520.298709-24森島

初等梁の理論値0.33333 ティモンシェン梁の理論値0.39333 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/kenshi/kadai1120g-100.png

長さ50mmの場合

メッシュの長さ要素数先端変位相対誤差(%)計算者
0.52157810.125304874.8君島
0.71091750.117253563.6君島
0.8759020.1152760.8高橋
0.9719110.1141659.3高橋
1477570.11360258.5
1.2269450.10893551.99田村
1.4229980.10729849.71田村
1.5176890.1037502544.77根本
1.8146680.102133442.51根本
2139860.069684-2.8藤原
430090.048789575-32.0藤原
89670.07644297.2森島
105580.07683856.7森島

初等梁の理論値0.041666 ティモンシェン梁の理論値0.071666 http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/kenshi/kadai1120g-50.png

Salome-Meca 11/13(課題)

メッシュ長さ要素数変位相対誤差(%)計算者
0.53910310.3411812380952.35君島
0.72157800.337981.39君島
0.81594680.335630.69髙橋
0.9717180.33203-0.39髙橋
1.0613150.32997-1.2
1.2581110.329956-1.2田村
1.4474090.328156-1.5田村
1.5420680.325074-2.4根本
1.8246270.317161-4.8根本
2.0122280.3005115-6.9藤原
4.050770.28405475-13.9藤原
8.017950.2312003-30.6森島
10.07520.1612725-51.6森島

ヤング率7500N/mm2 ポアソン比0.4 理論値0.3333

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/kenshi/kadai1113g.png

Salome-Meca 11/6(課題)

メッシュ長さ要素数先端変位相対誤差(%)計算者
0.53941216.57938-1.4君島
0.71309166.4781-2.8君島
0.8721016.43695-3.5髙橋
0.9717186.43136-3.6髙橋
1.0722786.44302-3.4
1.2655756.408255-3.9田村
1.4410966.316155-5.2田村
1.5234176.120905-8.2根本
1.8117585.7368975-13.9根本
2.0118175.7382525-13.9藤原
4.028624.9428-25.9藤原
8.08974.0411725-39.4森島
10.05963.4634575-48.1森島

ヤング率6000N/mm2 ポアソン比0.4 理論値6.67

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2020/katamoti.png


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Last-modified: 2022-03-15 (火) 13:08:29