小川の卒論日誌の履歴(No.58)

当面の課題†

20/5/11(後藤)†

弾塑性解析ができるか確認(小川さん、佐藤さん、吉田さんで情報共有)
SALOME-Mecaの使用法解説の塑性変形の基本(1)の片持ち梁の例題が解けるかどうかやってみる。軸方向\( z \), たわみ方向\( y \)としてほしい。
固定端の引っ張り側の縁部の応力が、降伏点(105MPa)に達するまでは、\( \sigma=\frac{M}{I}y \)で求まる理論値と合うか確認
荷重（縦軸）、先端のたわみ（横軸）でグラフを描き、固定端が降伏点に達する荷重までは線形、その後は、傾きが寝てくるか確認
以上が確認できたら、片持ち梁の弾塑性解析のhdfファイル（計算前のもの）をSalome-Meca例題ファイルの弾塑性解析のところにアップ。

20/5/18†

(x,y,z)=(10,20,100)のboxを作成し、メッシュサイズは１にした。
メッシュを作成して保存し、サーバーを閉じようとしたら、固まってしまった。
強制終了して/home/salome_meca/appli_V2017/salomeで起動しメッシュの作成まで行ったが、固まらなかった。

起動した時に端末にメッセージが表示された。 Warning: this type (Study,objref) already exists, it will be ignored.

found in 20.5 seconds

Start SALOME, elapsed time : 21.8 seconds [#p5f7e7ba]

  Warning: HYBRIDPLUGIN GUI resources are not found. [#va5afeb0]
  HYBRIDPLUGIN GUI will not be available. [#n38190e5]
[#jf596eb1]

[#z664fb54]

Warning: BLSURFPLUGIN GUI resources are not found. [#r598ea36]
  BLSURFPLUGIN GUI will not be available. [#h0f5c81d]
[#x05d1df1]

[#q3e1609c]

   Warning: HexoticPLUGIN GUI resources are not found. [#m9b53a40]
   HexoticPLUGIN GUI will not be available. [#m001e348]

[#e1fbd5a5]

[#r94e0fd1]
   Warning: NETGENPLUGIN GUI resources are not found. [#nfd376be]
  NETGENPLUGIN GUI will not be available. [#ac3e85e8]
[#tfc991fb]

[#i0dc08d4]

   Warning: GHS3DPLUGIN GUI resources are not found. [#xe2ff960]
  GHS3DPLUGIN GUI will not be available. [#q2a11c06]

[#yba6c902]

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20/5/21†

AsterSutudyのDEFI_FONCTIONが見つからない

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20/5/28†

6-5のCALC_ELEM、CALC_NOが見つからず、調べたところ、「バージョン10まではポスト処理コマンドは、CALC_ELEM、CALC_NOの2つに分かれていたが、バージョン11以降では、CALC_CHAMPに統合された。」とあったので、CALC_CHAMPを選択して進めていった。
解析を実行したが、Outputのところに不備があり、赤色になった。
b_not_resueやb_noilなど、b_で始まるコマンドがほとんど見つからなかった。これもバージョンによる違いなのかもしれない。来週までに調べておく。

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20/6/5†

近藤さんのcommファイルやhttps://qiita.com/Jun_Tatsuno/items/ff7bb3afa2466c0962dbを参考にOutputを直したが、黄色になった。Output以外にも不備があるかもしれないのでそこを来週直す。

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20/6/12†

BC and Loadのところに不備があり、直したら青色になった。来週はParavisで変位を確認する。

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20/6/19†

ParaVisでTimeを動かし、変位を確認することができた。来週はその変位を表とグラフでまとめる。

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20/6/26†

変位をまとめてグラフを作成している最中です。

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20/6/30†

縦軸が応力、横軸がひずみのグラフを作成した。グラフの傾きはだんだんと寝てきたが、明確な降伏点はわからなかった。

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20/7/10†

functions and listsのlistrのDEFI_LIST_REELのPASを0.1から0.01に直して計算してみたが、黄色のマークになった。
Timeの10分割を変える方法が分からなかったので、PASを0.01、JUSQU_Aを0.1に変えてみたら青色になった。これで1の10分割から0.1の10分割になったはずなので、この値を使ってグラフを作成する。

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20/7/15†

根元の応力が105MPaになるときの荷重を計算したところ、荷重は700Nになったので、その1割増しの770Nの荷重をかけて計算した。そして、その計算結果をグラフで表した。縦軸は根元の応力、横軸は先端のひずみである。

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20/7/21†

前回は応力とひずみの向きを考慮していなかったので、それを踏まえてもう一回計算し直したところ、下のグラフのようになった。

上のグラフは先端のひずみで計算していたので、根元のひずみで計算しなおした。応力が101MPa、ひずみが0.0012あたりからグラフは線形ではなくなった。

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20/7/24†

梁を軸方向に引っ張ったときの解析を行った。引張応力が105MPaになる時の荷重は21000Nで、その1割増しの23200Nの荷重をかけて計算した。計算結果のグラフは以下のとおりである。縦軸は先端の応力、横軸は先端のひずみである応力が104MPa、ひずみが0.0015あたりまではグラフは線形になっていた。そこからグラフの線はほぼ横ばいになっている。

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20/8/7†

今までは面に載荷していたが，集中荷重なので線載荷にしてみた．計算結果をグラフに表したが，面載荷とほとんど変わらなかった．

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20/10/4†

Geometryで床版、主プレート、補助プレート、補助金具、支柱まで作成したが、どこの接合部がくっついていてよいのか分からない。(床版とプレートは離れていなければならないが、プレートと支柱はくっついていてよいのかなど)

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20/10/7†

鋼材のメッシュサイズを決めるために支柱のみの解析をした．
支柱を長さ600mmの円筒型の片持ち梁と仮定して理論値を計算した．荷重は１N，sm400のヤング率の210000MPaを代入して計算したところ，変位は0.000146mmとなった．
理論値計算と同じ条件で解析した．ポアソン比は0.3とした．結果は図のようになった．

メッシュサイズ	変位
6	0.000154
7	0.00015381
8	0.00015373
9	0.00015379
10	0.00015365
11	0.00015372
12	0.0001538

メッシュサイズが1の時は他のサイズと同じ条件でも計算できなかった．
この結果から，メッシュサイズが10の時に理論値に一番近くなることが分かった．その時の相対誤差は5.2％だった．

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20/10/8†

CLTを長さ2000mmの単純梁として手計算をした．
荷重は1N，断面二次モーメントは281250000mm4とした．
CLTの等級は異等級構成Mx60A(中村先生)
CLTメモの等級ごとのヤング率の求め方の表3より，Mx60の5層5プライの曲げヤング係数の平均値が4.2GPaだったため，その数値を今回のヤング率とした．
計算したところ，変位は0.000423mmとなった．

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20/10/9†

鋼材のヤング率は正しくは206GPaだったので，その数値で理論値の計算をしたら，変位は0.000149mmとなった．

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20/10/12†

鋼材の正しいヤング率で解析した．結果は図のようになった．

メッシュサイズ	変位
6	0.000157
7	0.0001568
8	0.0001567
9	0.0001568
10	0.0001566
11	0.0001567
12	0.0001568

メッシュサイズが10の時に理論値に一番近くなった．相対誤差は5.1%になった．
直交集成板の日本農林規格によると，「直交集成板を構成する各ラミナの厚さは原則として等厚であること」と書いてあった．URLはCLTメモに貼り付けた．
Mx 60は外層ラミナの強度等級がM60A、内層ラミナの強度等級がM30A(CLTメモの等級ごとのヤング率の求め方など)
M60A,M30Aのヤング率の基準値は直交集成板の日本農林規格に書いてある．

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20/10/14†

M60A,M30Aのヤング率をそれぞれ6.0GPa,3.0GPaとしてMx60のヤング率を計算した．
Shear Analogy Methodという方法で計算した．有効曲げ剛性(EI)effは，1335600000GPa*mm4となった．
この有効曲げ剛性をCLT全体の断面二次モーメントで割ったところ，ヤング率Eeffは4.8704GPaとなった．

有効せん断剛性も求めた．
繊維方向のヤング率と各方向のせん断弾性係数の関係式を用いて各ラミナのせん断弾性係数を求めた．それを使って有効せん断剛性(GA)effを求めたところ，4186047MPa*mm4となった．

求めた剛性を使ってCLTの変位を求めた．荷重は梁の中心に1N，梁の長さは桁の中心間の2000mm，せん断補正係数は5/6として，単純梁として求めた．変位は0.00026812mmとなった．

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20/10/16†

メッシュサイズを更に増やして支柱の解析をした．結果は図とグラフの様になった．

メッシュサイズ	要素数	変位
5	145813	0.000157025
6	144052	0.0001569962
7	38244	0.0001567935
8	37009	0.0001567133
9	36804	0.0001567753
10	36116	0.000156634
11	36035	0.0001567057
12	35293	0.0001567914
15	9570	0.0001533965
20	9148	0.0001537212
25	8747	0.0001540633
30	2972	0.0001336225
35	2364	0.0001379303

このグラフから，要素数を増やすと0.000157当たりに収束していることが分かる．

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20/10/19†

CLTの方の解析をした．メッシュサイズを20にしたところ，要素数が300万を超え，計算に時間がかかった．次回は要素数をもっと少なくして計算する．

メモリの上限を超えているというメッセージが出た．

Error during the dynamic allocation. It was not possible to allocate          !
  !  a memory zone length 1169 Mo, one exceeds the maximum limit                   !
  !  built-in with 1493 Mo and one occupies already 580 Mo.                        !
  !  The last operation of memory deallocation made it possible to recover 562 Mo. !
  !--------------------------------------------------------------------------------!

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20/10/20†

要素数を少なくしたら，メッシュを作成することが出来なかった．
NgException:Stop meshing since too meny attemptsというエラーメッセージ
検索してみたがよく分からなかった． https://www.salome-platform.org/forum/forum_10/156488534
及川さんに聞いてみたところ，最小のメッシュの大きさが穴の大きさに合っていないとのこと．そこを合わせたら時間はかかったがメッシュを作成することができた．

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20/10/21†

横2ミリ，縦1ミリの穴を横20ミリ，縦10ミリの大きさにしてみたら昨日よりも時間がかからずにメッシュを作成することができた．実際の床版のモデルにもボルトを通すために直径26ミリの穴が開いているので，影響は無いと考えた．
解析結果は図とグラフのようになった．

メッシュサイズ	要素数	変位
14	581948	0.0001126382
15	443110	0.0001150793
20	335445	0.0001133839
25	255690	0.0001076753
27	131296	0.0001036925
30	83221	0.000097703671
40	63683	0.000095167519
50	54909	0.000093780481

CLTを等方性としてたわみを計算しなおしたら，0.0001247878となったので理論値はその値にした．

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20/10/28†

支柱にブラケットをつけて計算し直した．
ブラケットは一辺90ミリの立方体とした．等方性としたのでヤング率は4870MPa，ポアソン比は0.4とした．
支柱の高さ588ミリの部分にグループを作成し，そこの変位を平均した．結果はグラフと表のようになった．

メッシュサイズ	要素数	変位
3	650732	0.0001525962
4	253843	0.0001528185
5	226615	0.000152853
10	57390	0.0001527818
20	13573	0.0001504562

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20/10/29†

プレートと床版が一体化していない状態で解析する必要があるため，SalomeMecaの使用法解説の接触解析の基本(1)をした．例題データを読み込み，メッシュを切り，ジオメトリのグループを作成した．
AsterStudyはMATE=AFFE_MATERIAUまでやった．

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20/10/30†

支柱のメッシュをもっと粗くして計算しなおした．結果は表とグラフのようになった．
グラフを見やすくするためにメッシュサイズ3のときの変位は消してある．

メッシュサイズ	要素数	変位
3	650732	0.0001525962
4	253843	0.0001528185
5	226615	0.000152853
10	57390	0.0001527818
20	13573	0.0001504562
30	5931	0.0001270705
40	3982	0.0001377993
50	3411	0.0001174439

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20/11/2†

接触解析の基本(1)の続き
AsterStudyのCONTACTという項目が見つからない．下のサイトにもそう書いてあり，古い設定方法なので削除された可能性がある． http://salome-meca.cocolog-nifty.com/blog/2012/03/60-1-2f18.html

接触解析の基本(2)の荷重拘束
CONTACTの代わりにDEFI-CONTACTを接触の設定として用いた．
接触の部分はSalomeMecaの使用法解説の接触解析の基本(2)を，非線形の部分は弾塑性解析の練習で使ったhdfファイルを参考にした．
黄色マークで下のようなメッセージが出た．
S> Exception user raised but not interceptee. !
```
  ! The bases are fermees.                         !
  ! Type of the exception: ArretCPUError           !
  !  [('?', (), (), ())]
```
- このメッセージの意味はよく分からなかった．
- Salome接触解析メモを見たところ，部材ごとでメッシュを切らないといけないことがわかった．

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20/11/3†

床版のメッシュを粗くして計算しなおした．結果は表とグラフのようになった．

メッシュサイズ	要素数	変位
14	581948	0.0001126382
15	443110	0.0001150793
20	335445	0.0001133839
25	255690	0.0001076753
27	131296	0.0001036925
30	83221	0.000097703671
40	63683	0.000095167519
50	54909	0.000093780481
60	21413	0.000076680678
70	18683	0.000073994244
80	16084	0.000072255257
100	14087	0.000070051691
150	5070	0.000042707938

計算し直す前よりは収束している様子を再現することが出来た．

一応半解析の方もやってみた．床版を半分に切断し，切断面を載荷面とした．載荷面はxy方向を固定してz方向だけ動けるようにした．計算は出来たが，要素数が60万くらいのときに変位が0.0002くらいになった．切断する前の床版よりも誤差が大きくなってしまった．
切断面にも穴を開けて載荷線を作るという方法でやってみた．計算できず，下のようなエラーメッセージが出た．

S> Exception user raised but not interceptee. !

  ! The bases are fermees.                                                           !
  ! Type of the exception: error                                                     !
  !                                                                                  !
  ! Problème : la matrice est singulière ou presque singulière :                     !
  !   Lors de la factorisation de la matrice, on a rencontré un problème             !
  !   (pivot nul ou presque nul) à la ligne 37413 qui correspond au degré de liberté !
  ! donné ci-dessus.                                                                 !
  !   Le nombre de décimales "perdues" pour cette ligne est : 13.                    !
  !   Ce nombre de décimales perdues est lié au degré de singularité de la matrice.  !
  !   Plus il est grand, plus le système est singulier.                              !
  !   Quand on a perdu plus de 8 décimales, on estime que l'on a perdu 50% de la     !
  ! précision                                                                        !
  !   des nombres réels (qui ont 15 décimales environ).                              !
  !                                                                                  !
  ! Risques et conseils :                                                            !
  !    * Si la ligne correspond a un degré de liberté physique, il s'agit            !
  ! probablement d'un mouvement                                                      !
  !      de corps rigide mal bloqué.                                                 !
  !      Vérifiez les conditions aux limites.                                        !
  !      Si vous faites du contact, il ne faut pas que la structure ne "tienne" que  !
  ! par le contact.                                                                  !
  !      Vérifiez également les caractéristiques matériaux (module d'Young, ...).    !
  !                                                                                  !
  !    * Si la ligne correspond a un degré de liberté de Lagrange, il s'agit sans    !
  ! doute d'une condition                                                            !
  !      limite redondante.                                                          !
  !      En particulier, il se peut que la relation linéaire surabondante provienne  !
  ! des conditions de contact.                                                       !
  !      Peut-être devriez vous exclure certains noeuds des conditions de contact    !
  !      (mots clés SANS_NOEUD et SANS_GROUP_NO).                                    !
  !                                                                                  !
  !    * Si le solveur utilisé est LDLT ou MULT_FRONT, vous pouvez utiliser le       !
  ! solveur MUMPS                                                                    !
  !      car celui-ci est le seul à pouvoir factoriser les matrices qui ne sont pas  !
  ! définies positives.                                                              !
  !                                                                                  !
  !    * Parfois, en parallèle, le critère de détection de singularité de MUMPS est  !
  ! trop pessimiste ! Il reste néanmoins souvent                                     !
  !      possible de faire passer le calcul complet en relaxant ce critère           !
  ! (augmenter de 1 ou 2 la valeur du mot-clé NPREC) ou                              !
  !      en le débranchant (valeur du mot-clé NPREC=-1) ou en relançant le calcul    !
  ! sur moins de processeurs.                                                        !
  !                                                                                  !
  !    * Il se peut aussi que ce phénomène soit tout à fait normal avec X-FEM si la  !
  ! fissure passe                                                                    !
  !      très près d'un noeud.                                                       !
  !      Si le nombre de décimales perdues n'est pas trop grand (max 10 décimales),  !
  !      vous pouvez relancer le calcul en augmentant le nombre de décimales perdues !
  ! autorisé :                                                                       !
  !      mot-clé NPREC du mot clé facteur SOLVEUR.                                   !
  !      Sinon, contactez l'équipe de développement.

載荷線のxy方向の固定を解除してみたが，同じメッセージが出た．

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卒論日誌†

日付	時間帯	作業時間	内容	立会
10/11	16:00-17:00	1h	ガイダンス	後藤さん
10/18	14:30-16:30	2h	創造工房実習	後藤さん
10/21	13:00-16:00	3h	課題
10/21	14:30-16:30	2h	創造工房実習	後藤さん
10/28	13:30-16:00	2.5h	課題
11/1	14:30-16:00	1.5h	創造工房実習	後藤さん
11/6	11:30-12:30	1h	課題
11/8	14:30-16:00	1.5h	創造工房実習	後藤さん
11/11	14:00-15:00	1h	課題
11/13	12:00-13:30	1h	課題
11/15	14:30-16:00	1.5h	創造工房実習	後藤さん
11/20	12:00-12:30	0.5h	課題
11/22	14:30-16:00	1.5h	創造工房実習	後藤さん
11/27	12:00-14:00	2h	課題
12/6	14:30-16:00	1.5h	創造工房実習	後藤さん
12/11	11:00-13:30	2.5h	課題
12/13	14:30-16:00	1.5h	創造工房実習	後藤さん
12/18	12:00-14:00	2h	課題
12/19	14:30-16:30	2h	課題
12/20	14:30-16:00	1.5h	創造工房実習
1/10	14:30-16:00	1.5h	創造工房実習	後藤さん
1/15	14:30-15:30	1h	創造工房実習	後藤さん
1/24	14:30-16:00	1.5h	創造工房実習	後藤さん
1/29	18:00-19:30	1.5h	課題
1/29	21:00-22:00	1h	課題
1/31	14:30-16:00	1.5h	創造工房実習	後藤さん
1/31	16:00-17:30	1.5h	課題
2/1	17:00-17:30	0.5h	課題
2/3	14:00-14:30	0.5h	課題
2/3	16:30-19:00	2.5h	課題
2/3	20:00-22:00	2h	課題
2/4	10:30-11:30	1h	課題
2/4	13:00-16:00	3h	課題
2/5	12:00-17:00	5h	課題
2/6	14:30-15:00	0.5h	課題
2/7	14:30-15:00	0.5h	創造工房実習	後藤さん
2/13	13:45-14:45	1h	課題
2/14	14:30-15:30	1h	創造工房実習	後藤さん
2/18	9:30-10:00	0.5h	春休み課題
2/26	14:00-16:30	2.5h	春休み課題
2/27	15:00-16:30	1.5h	春休み課題
3/2	16:45-17:45	1h	春休み課題
3/5	16:30-17:30	1h	春休み課題
3/7	16:00-18:30	2.5h	春休み課題
3/9	16:00-17:30	1.5h	春休み課題
3/11	15:30-17:30	2h	春休み課題
3/16	14:00-18:30	4.5h	春休み課題
3/17	13:00-16:00	3h	春休み課題
3/18	13:30-17:30	4h	春休み課題
3/19	14:00-17:30	3.5h	春休み課題
3/23	16:00-18:30	2.5h	春休み課題
3/24	15:00-17:30	2.5h	春休み課題
3/25	15:00-16:30	1.5h	春休み課題
3/26	16:00-17:30	1.5h	春休み課題

↑

10/18の課題†

メッシュ長さ	要素数	先端変位	相対誤差	計算者
0.5	394121	6.57938	-1.4%	佐藤
1	72278	6.443	-3.4%	吉田
2	11817	5.7382525	-13.9%	梅田
4	2862	4.9428	-25.9%	青山
8	897	4.0411725	-39.4%	小川

↑

10/25の課題†

メッシュ長さ	要素数	先端変位	相対誤差	計算者
0.5	394121	6.57938	-1.4%	佐藤
0.7	130916	6.4781	-2.9%	佐藤
0.8	72101	6.437	-3.5%	青山
0.9	71718	6.4314	-3.5%	吉田
1	72278	6.443	-3.4%	吉田
1.2	65575	6.443	-3.4%	小川
1.4	41096	6.3162	-5.3%	青山
1.5	23417	6.1206	-8.2%	梅田
1.8	11758	5.7370	-13.98%	梅田
2	11817	5.7382525	-13.9%	梅田
4	2862	4.9428	-25.9%	青山
8	897	4.0411725	-39.4%	小川

考察　メッシュ長さ1の時の要素数が0.9、0.8の時よりも多くなっていた。メッシュ長さが大きくなるほど相対誤差が大きくなった。

↑

11/1の課題†

メッシュ長さ	要素数	変位	相対誤差	計算者
0.5	322687	0.428774714	2.9%	小川
0.8	199968	0.41646	-0.050%	吉田
1	62360	0.416513545	-0.037%	梅田
1.5	50359	0.411953	-1.134%	青山
2	20526	0.3706311667	-11.05%	佐藤

理論値　0.416667

考察　メッシュを細かくするほど精度が高くなるわけではない。今回はメッシュ長さが1のとき精度が一番良かった。

↑

11/8の課題†

メッシュ長さ	要素数	変位	相対誤差	計算者
0.5	322687	0.5214958571	6.07%	小川
0.8	199968	0.5145437143	4.65%	吉田
0.9	87953	0.5102753846	3.78%	梅田
1	62360	0.505768727273	2.87%	青山
1.1	83278	0.5033813636	2.38%	小川
1.2	59515	0.5053267	2.78%	吉田
1.3	57455	0.5038435556	2.47%	青山
1.5	50359	0.50010225	1.71%	梅田
1.8	28053	0.4926668571	0.20%	佐藤
2	20526	0.4765718333	-3.08%	佐藤

ティモシェンコ梁　0.4916667 理論値　0.416667

↑

11/15の課題†

わかったこと・自動メッシュの3次元を選択までの流れ

わからなかったこと・スケール係数の欄がどこにあるか・固定面の節点の選択のしかた・エンティティの追加の欄がどこにあるか

↑

11/22の課題†

拡大係数	要素数	変位	相対誤差	計算者
0.3	57431	6.422525	-3.7%	全員
0.4	23349	6.26413	-6.0%	佐藤
0.5	13741	6.03154	-9.5%	小川
0.6	7257	5.91187	-11.3%	梅田
0.7	4245	5.5716725	-16.4%	吉田
0.8	3657	5.5734	-16.4%	青山

↑

12/6の課題†

拡大係数	要素数	変位	相対誤差	計算者
0.8	122515	6.91749	2.6%	吉田
1	65490	6.8877	2.2%	梅田
1.2	36693	6.8519225	1.6%	梅田
1.4	23341	6.8117175	1.0%	吉田
1.6	15371	6.6336	-1.6%	小川
1.8	12480	6.74258	0.014%	佐藤
2	8589	6.66499	-0.011%	梅田

節点数で荷重を割るときに精度を上げていれば変位が下がらずに済んだと思う。有効数字

小川の卒論日誌 の履歴(No.58)