Salome-Meca演習_弾塑性解析 の履歴ソース(No.3)

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  • 1 (2021-06-11 (金) 10:35:24)
  • 2 (2021-06-11 (金) 12:00:48)
  • 3 (2021-06-14 (月) 11:31:23)
  • 4 (2021-06-14 (月) 18:21:04)
  • 5 (2021-06-15 (火) 11:54:16)
  • 6 (2021-06-15 (火) 18:33:12)
  • 7 (2021-06-16 (水) 13:44:14)
  • 8 (2021-06-17 (木) 16:48:26)

#author("2021-06-14T11:31:23+09:00","default:kouzouken","kouzouken")
#contents

*はじめに [#f2e42cdd]
-Salome-Mecaで行う（FEM解析全般に言えることだけど）計算は、「弾性解析」と「弾塑性解析」があります。
-弾性解析→物体にかかる力がゼロになったときに、もとの形に戻る
-弾塑性解析→物体にかかる力がゼロになったときに、もとの形に戻らない（変形したまま）

-また、弾性解析は荷重-変位のグラフが直線になるのに対し、弾塑性解析はグラフが直線になりません。このことから弾塑性解析の方法を「材料非線形」とも言います。

-（ここの説明、誰か詳しい方補足お願いしたいです・・・メモ：弾塑性解析、非線形解析の違い、言葉の解説）

-モデルについて、今回はシンプルな鋼材、片持ち梁、先端荷重で行います。

-使用ツールについて、今回の説明ではSalome-Meca2019を使用しています。

*Salome-Mecaの起動→ジオメトリの作成 [#s6a7d01a]
**Salome-Meca2019を起動 [#sa84326e]
-左上の「新しいドキュメント」をクリック

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/geo1.png

**プルダウンメニューから「Geometry」を選択 [#y5ee9197]
-このような画面になる

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/geo2.png

**ボックスの作成 [#ra2cdf69]
-「ボックスを作成」をクリック

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/geo3.png

-Dx=100,Dy=10,Dz=20→適用して閉じる

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/geo4.png

-「Box_1」ができる

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/geo5.png

**ジオメトリのグループの作成 [#a0a15e59]
-後で載荷面、固定面の設定をするために必要な箇所について、この段階でグループを作成します。
-オブジェクトブラウザーの「Box_1」のところで右クリック→「グループを作成」をクリック

***固定面 [#v36c400f]
-「オブジェクトの種類」のところで右から2番目の□にチェックを入れる
-原点側の面をクリック→追加
-名前をわかりやすいようにつける（ここでは「kotei」とする）→適用して閉じる

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/geo6.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/geo7.png

***載荷面 [#m0494838]
-「オブジェクトの種類」のところで右から2番目の□にチェックを入れる
-載荷面の反対の面をクリック→追加
-名前をわかりやすいようにつける（ここでは「saika」とする）→適用して閉じる

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/geo8.png

-ここまででジオメトリは終了。

*メッシュの作成 [#h194187d]
**メッシュの切り方の設定 [#b00a214b]
-プルダウンメニューから「Mesh」を選択
-オブジェクトブラウザーで、上で作成した「Box_1」を選択→メッシュを作成（左側にある方）を選択

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/mes1.png

-3D→アルゴリズム「NETGEN 3D」を選択→詳細設定セットの割当て→「3D Automatic Tetrahedralization」をクリック

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/mes2.png

-要素長設定（メッシュの細かさの設定）をする。モデルに対してあまりにも大きいと思ったような解析結果にならず、逆に細かいと計算に時間がかかったりエラーが出たりする。
-今回はDx=100,Dy=10,Dz=20のモデルのため、最大要素長=2とする。長さのところに「2」を入力→ok

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/mes3.png

**メッシュを切る [#z6670bd1]
-オブジェクトブラウザーで、上で作成した「Mesh_1」を選択→メッシュを作成（右側にある方）を選択

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/mes4.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/mes5.png

-計算が成功すると、このような形になる

**グループの作成 [#fe418fe4]
-ジオメトリで作成したグループをメッシュに反映させる
-「Mesh_1」で右クリック→「ジオメトリのグループを作成」をクリック

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/mes6.png

-Geometryで作成したBox_1のグループ「saika」「kotei」を選択→適用して閉じる

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/mes7.png

-オブジェクトブラウザーに反映され画像のようになっていれば成功
-メッシュの作成は以上

*AsterStudyの設定 [#e586cda1]
-プルダウンメニューから「AsterStudy」を選択
-上のメニューから「Add Stage」を選択

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/ast1.png

**メッシュ [#keb2c836]
-メッシュファイルを読み込む設定をします
-「メッシュ」→「Read a Mesh」を選択

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/ast2.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/ast3.png

-Mesh file location:Mesh_1（作成したメッシュ）、Mesh file format:Med を選択してok
-左下のInfomationにこのように表示されればok

  mesh = LIRE_MAILLAGE(
  FORMAT='MED', 
  UNITE=20

**Model Definition [#yf61b8cf]
-解析の方法の設定をします
-「Model Definition」→「Assign finite element」を選択

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/ast4.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/ast5.png

-「メッシュ」が「mesh(LIRE_MAILLAGE)」になっているか確認
-「Finite element assignement」を1itemに増やす→「Edit」
-Everywhere:Yes　Phenomenon:Mechanic　Modelisation:3Dを選択→ok


http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/ast6.png

-左下のInfomationにこのように表示されればok
 model = AFFE_MODELE(
  AFFE=_F(
    MODELISATION=('3D', ), 
    PHENOMENE='MECANIQUE', 
    TOUT='OUI'
  ), 
  MAILLAGE=mesh
 ) 

**Material [#s18e3271]
-ここで材料の設定をします。

-上のメニューの「Function and Lists」から「Define function」を選択

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/ast12.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/ast13.png

-Parameter name:EPSI(ひずみ),Resu_name:SIGM（応力）を入力
-座標→editをクリック

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/ast14.png

,  , EPSI , SIGM  
,1,0.0015, 105 
,2,0.05, 200 
,3,0.2, 300 

-↑のように入力
-最初の座標が(0.0015,105)なので、EPSI(歪)が 0.0015 までは、弾性であり、0.0015 以上は塑性となる。(降伏点が 105Mpa となる。)
-ok
-functionの設定は以上。

 func = DEFI_FONCTION(
  NOM_PARA='EPSI', 
  NOM_RESU='SIGM', 
  VALE=(0.0015, 105.0, 0.05, 200.0, 0.2, 300.0)
 ) 

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/ast7.png
-上のメニューの「Material」から「Define a material」を選択

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/ast8.png

-「Linear isotropic elastcity」を選択

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/ast9.png

-Young's modulus=ヤング率
-Puisson's ratio=ポアソン比
-それぞれ入力→ok→わかりやすい名前をつける（ここでは「kou」）→ok
-ここでは鋼材をヤング率=20.0kN/mm2、ポアソン比=0.3とする

 kou = DEFI_MATERIAU(
  ELAS=_F(
    E=200000.0, 
    NU=0.3
  ), 
  TRACTION=_F(
    SIGM=func
  )
 ) 
-上のメニューの「Material」から「Assign a material」を選択

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/ast10.png

-「Model」にチェック→Model=model(AFFE_MODELE)になってることを確認
-「Material assignment」を追加→編集

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/ast11.png

-Everywhere:yesを選択（全体が1つの材料のため）
-Material:kou(DEFI_MATERIAU)を選択→ok

 fieldmat = AFFE_MATERIAU(
  AFFE=_F(
    MATER=(kou, ), 
    TOUT='OUI'
  ), 
  MODELE=model
 )

-材料の設定は以上。

*弾塑性解析のための設定 [#kee06654]
-ここからは弾塑性解析のために必要になる設定をします。
**Function and Lists [#z20fde74]
***DEFI_LIST_REEL [#x3e221d1]
-上のメニューの「Function and Lists」から「DEFI_LIST_REEL」を選択

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/ast12.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/ast15.png

-DEBUT:0を入力（DEBUTは開始時間の設定。基本的に0にする）
-「INTERVALLE」をクリック→edit

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/ast16.png

-Until:1,Interbal type:Step length,Value:0.1を入力→ok（この設定にすると、1.0倍の変化を0.1倍刻みで変化させて10回分の解析結果を見ることができる）
-ok

 listr = DEFI_LIST_REEL(
  DEBUT=0.0, 
  INTERVALLE=_F(
    JUSQU_A=1.0, 
    PAS=0.1
  )
 )
***DEFI_LIST_INST [#a591e53d]
-上のメニューの「Function and Lists」から「DEFI_LIST_INST」を選択

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/ast17.png

-Method:MANUELを選択
-DEFI_LISTのeditをクリック

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/dansosei/ast18.png

-Time step list:listr(DEFI_LIST_REEL)を選択→ok→ok

 times = DEFI_LIST_INST(
  DEFI_LIST=_F(
    LIST_INST=listr
  ), 
  METHODE='MANUEL'
 )