岡田の卒論日誌の履歴(No.61)

構造研ゼミ

日誌†

7/12　英語の発表を行った

7/11　英語のスライドを進めた

7/7　英語のスライドの作成を始めた

6/27　得られたデータを比較するグラフを作成した

6/21　木材のみの梁のデータを追加、グラフの作成を始めた

6/14　6mm鋼材の梁の2次要素のデータを追加した

6/7 　理論値を求め、集めたデータとの相対誤差を求めた

5/31　9mm鋼材の梁の解析を進めた

5/25　木のみの梁での解析を始めた

5/23　一つのメッシュでの解析を進めた

5/17 節点を近づけることで時間はかかるが結合したメッシュで解析ができた。

5/16　解析がうまく行かないのはメッシュの節点共有ができていないためだと思われる

5/12 宮地エンジニアリングさんの話を聞くことができた。

5/11 ２つのメッシュを結合するのがうまくできなかった。モデルやメッシュを変えて色々試してみる

5/10 木材と鋼材を別のメッシュで切って解析する方法を及川さんから教えてもらった。この方法を試していく

5/9　木と鋼の梁の解析を進めた

5/8　木と鋼のサンドイッチ梁を作製した。

5/2　木のみ梁の解析を行った。

5/1 木のみのサンドイッチ梁をsalomeで作成した

4/25 枝豆を植えた

4/24 春休み課題のデータ追加

↑

卒論研究†

↑

梁の継ぎ手の考案†

↑

参考文献†

・鋼材ss400の資料https://www.kabuku.io/guide/metal/steel/ss400/

・高力ボルト耐力の資料http://www.temma.jp/webfunx/material/steel_htb.htm

・日本橋梁建設協会のボルト質量、余長資料https://www.jasbc.or.jp/whatsnew/files/DE092.pdf

・カネシンのドリフトピン接合、プレセッターhttps://www.kaneshin.co.jp/tech/kanamono/presetor/

・日本集成材組合サイズ表http://www.syuseizai.com/ko-item/list.php?k1=0&k3=E75-F240

・集成材についてhttps://www.eu-plan.co.jp/factory/2019/07/09/mokukikaku1/

・新日鉄のハイブリッド構造部材https://www.eng.nipponsteel.com/company/r_and_d/reports/pdf/vol04_10.pdf

↑の木材と鋼板の接合方法：摩擦接合型コネクタを集成材に圧入し、その集成材で鋼材を挟む。コネクタ部を高力ボルト接合し、鋼板と集成材を一体化させる。

↑

サンドイッチ梁の解析†

↑

一つのメッシュの場合の変位を求める†

6mm鋼材のサンドイッチ梁

・理論式：$ \delta=\frac{5q\ell^{4}}{384EI} $

q:等分布荷重(N/mm)、$ \ell $:スパン(mm)

ティモシェンコ梁の理論式は：$ \delta=\frac{5q\ell^{4}}{384EI}+\frac{P\ell^{2}}{8kGA} $

等分布荷重を受ける梁について:https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/kouzou/pdf/so13da.pdf

ティモシェンコはりの等分布荷重計算式：https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/cgi-bin/pukiwiki/?cmd=read&page=%E3%83%86%E3%82%A3%E3%83%A2%E3%82%B7%E3%82%A7%E3%83%B3%E3%82%B3%E6%A2%81%E3%81%9F%E3%82%8F%E3%81%BF%E5%85%AC%E5%BC%8F&word=%E3%83%86%E3%82%A3%E3%83%A2%E3%82%B7%E3%82%A7%E3%83%B3%E3%82%B3%E6%A2%81

データの比較

6mm鋼材梁の1次要素と2次要素の比較

木材のみ梁と鋼材挿入梁の比較

9mm鋼材のサンドイッチ梁

・木材寸法：90×450×10000 ・鋼材寸法：9×430×10000 ・載荷荷重：25800N ・スパン9700の単純支持

・理論値：13.1972mm

・ティモシェンコ梁の理論値：13.5860 mm

2次要素

メッシュサイズ	切り方	要素数	変位｛mm｝	相対誤差{%}	相対誤差2{%}
9〜100	細かい	607177	13.5669	2.80	0.14
9〜1000	細かい	605773	13.5673	2.80	0.14
9〜1000	普通	293794	13.5420	2.61	0.32
9〜100	普通	293389	13.5395	2.59	0.34
9〜100	粗い	232008	13.5175	2.43	0.50
9〜1000	粗い	209663	13.5220	2.46	0.47
18〜1000	普通	110325	13.5151	2.41	0.52
27〜1000	普通	52160	13.4926	2.24	0.69
36〜1000	普通	37109	13.4929	2.24	0.69
45〜1000	普通	24756	13.4668	2.04	0.88
90〜100	普通	12461	13.4160	1.66	1.25
100〜100	普通	12147	13.3953	1.50	1.40
90〜1000	普通	10028	13.4173	1.67	1.24
180〜1000	普通	2707	13.3657	1.28	1.62
450〜1000	普通	702	13.2718	0.57	2.31

6mm鋼材のサンドイッチ梁

・木材寸法：90×450×10000 ・鋼材寸法：6×430×10000 ・載荷荷重：25800N ・スパン9700の単純支持

・理論値：16.1275mm

・ティモシェンコ梁の理論値：16.6070 mm

2次要素

メッシュサイズ	切り方	要素数	変位｛mm｝	相対誤差{%}	相対誤差2{%}
6〜1000	細かい	833424	16.5067	2.35	0.60
6〜1000	普通	539836	16.4880	2.24	0.72
6〜100	普通	538677	16.4899	2.25	0.71
6〜1000	粗い	253984	16.4617	2.07	0.87
12〜1000	普通	194959	16.4700	2.12	0.82
18〜1000	普通	116422	16.4477	1.99	0.96
24〜1000	普通	67499	16.4357	1.91	1.03
60〜1000	普通	17108	16.3839	1.59	1.34
120〜1000	普通	5145	16.3211	1.20	1.72
450〜1000	普通	684	16.2041	0.47	2.43
600〜1000	普通	627	16.1753	0.30	2.60

1次要素

メッシュサイズ	切り方	要素数	変位｛mm｝	相対誤差{%}	相対誤差2{%}
6〜1000	細かい	833424	16.2415	0.71	2.20
6〜1000	普通	539836	15.7817	-2.14	4.97
6〜100	普通	538677	15.7837	-2.13	4.96
12〜1000	細かい	365378	16.1589	0.19	2.70
6〜1000	粗い	253984	16.0605	-0.42	3.29
12〜1000	普通	194959	15.6039	-3.25	6.04
12〜1000	粗い	165214	15.9880	-0.86	3.73
18〜1000	普通	116422	16.0048	-0.76	3.63
24〜1000	普通	67499	15.9587	-1.05	3.90
60〜1000	普通	17108	15.3377	-4.90	7.64
120〜1000	普通	5145	13.5410	-16.04	18.46
600〜1000	普通	627	3.1687	-80.35	80.92

木材のみの梁

・木材寸法：90×450×10000 ・載荷荷重：25800N ・スパン9700の単純支持

・理論値：29.0105 mm

・ティモシェンコ梁の理論値：29.9095 mm

2次要素

メッシュサイズ	切り方	要素数	変位｛mm｝	相対誤差{%}	相対誤差2{%}
20〜20	普通	525699	30.2061	4.12	0.99
30〜30	普通	135233	30.1718	4.00	0.88
40〜40	普通	84550	30.1596	3.96	0.84
45〜45	普通	33538	30.1430	3.90	0.78
50〜50	普通	28853	30.1372	3.88	0.76
60〜60	普通	19248	30.1219	3.83	0.71
70〜70	普通	12071	30.1133	3.80	0.68
80〜80	普通	9175	30.1036	3.77	0.65
90〜90	普通	7585	30.0992	3.75	0.63
6〜100	細かい	6306	30.1230	3.83	0.71
90〜1000	細かい	5513	30.0930	3.73	0.61
6〜1000	普通	5504	30.0955	3.74	0.62
90〜1000	普通	5504	30.0955	3.74	0.62
180〜180	普通	1482	30.0268	3.50	0.39
6〜1000	細かい	1044	29.9494	3.24	0.13
300〜1000	普通	414	29.8315	2.83	-0.26

・ティモシェンコ梁の理論値追加

メッシュサイズ：最大1000、最小6、切り方：普通で切った様子

メッシュサイズ：最大1000、最小6、切り方：細かいで切った様子

メッシュサイズ：最大100、最小6、切り方：細かいで切った様子

メッシュサイズ：最大1000、最小90、切り方：普通で切った様子

メッシュサイズ：最大1000、最小90、切り方：細かいで切った様子

↑

短い梁を作ってメッシュ結合を試す†

・木材寸法：90×450×1000

・鋼材寸法：6×430×1000 載荷荷重：25800N

・木材と鋼材を別のメッシュで切った様子

木材と鋼材のメッシュの節点が一致していない。だがこれでも解析はできた

・一つのメッシュで切った様子

↑

サンドイッチ梁に関する情報†

・木材寸法：90×450×10000

・鋼材寸法：6×430×10000,9×430×10000

載荷荷重：25800N

LIAISON_MAILサイト

結合メモ

サンドイッチ梁2021

サンドイッチ梁

↑

春休み課題†

座屈

↑

10×5×100　木材　等方性　片持梁　2次モード　載荷荷重：3000N†

　理論値：弱軸方向　1233.70N

メッシュサイズ	要素数	弱軸方向｛N｝	相対誤差{%}
0.4	420533	1398.723	13.3
0.5	151096	1429.68	15.9
0.6	101211	1450.239	17.6
0.7	93797	1451.622	17.7
0.8	60625	1467.732	19.0
0.9	21520	1611.57	31.0
1.0	19543	1604.212	30.0
1.5	9252	1682.265	36.3
2.0	2928	2445.381	98.2

理論値：強軸方向　4934.8N

メッシュサイズ	要素数	強軸方向｛N｝	相対誤差{%}
0.4	420533	5206.86	5.5
0.5	151096	5232.48	6.0
0.6	101211	5248.89	6.4
0.7	93797	5250.48	6.4
0.8	60625	5268	6.8
0.9	21520	5419.1	9.8
1.0	19543	5419.96	9.8
1.5	9252	5509.95	11.7
2.0	2928	5946.57	20.5

↑

10×5×100　木材　等方性　片持梁　１次モード　載荷荷重：3000N†

理論値：弱軸方向　154.212N

メッシュサイズ	要素数	弱軸方向｛N｝	相対誤差{%}
0.4	420533	157.91	2.4
0.5	151096	161.48	4.7
0.6	101211	163.82	6.2
0.7	93797	163.97	6.3
0.8	60625	165.61	7.4
0.9	21520	181.96	18.0
1.0	19543	181.25	17.5
1.5	9252	190.28	23.4
2.0	2928	280.38	81.8

理論値：強軸方向　616.85N

メッシュサイズ	要素数	強軸方向｛N｝	相対誤差{%}
0.4	420533	617.95	0.2
0.5	151096	621.02	0.7
0.6	101211	623.02	1.0
0.7	93797	623.28	1.0
0.8	60625	625.10	1.3
0.9	21520	643.60	4.3
1.0	19543	644.12	4.4
1.5	9252	654.74	6.1
2.0	2928	710.74	15.2

座屈解析

座屈資料

salome-mecaサイト

AFFE-CHAR-MECA資料

座屈解析のコマンドファイル

↑

実習内容†

↑

12/2課題†

サンドイッチ梁の２次要素の解析（理論値：0.099mm）

メッシュ長さ	要素数	変位(mm)	相対誤差(%)	計算者
0.5	-	-	-	千代岡
0.6	214117	-	-	高井
0.7	155266	0.0861	-13.0	関合
0.8	138453	0.08348657	-15.7	岡田
0.9	82766	0.08331204	-15.85	松田
1.2	32279	0.08357352	-15.6	青野
1.3	28343	0.0836677	-15.49	山口
1.4	23667	0.083679597	-15.48	山本
1.5	19958	0.083515736	-15.6	進藤
1.6	19451	0.0860365	-13.1	河合
1.8	10933	0.08402172	-15.13	山口
2	10764	0.08332360	-15.8	進藤
3	3618	0.083497165	-15.66	山本
4	1623	0.0852	-13.9	関合
5	1007	0.083104	-16.1	千代岡
6	842	0.0821	-17.1	高井
7	554	0.080750428	-18.4	青野
8	289	0.07971546	-19.5	岡田
9	261	0.07842736	-20.78	松田
10	232	0.082495	-16.67	河合

各要素数と変位のグラフ（直線は理論値）

サンドイッチ梁と異方性1次要素との比較

↑

11/25課題†

 等方性２次要素のデータ（理論値：0.4167mm）

メッシュ長さ	要素数	変位(mm)	相対誤差(%)	計算者
0.5	604167	-	-	千代岡
0.6	203209	0.423827	1.7	高井
0.7	145234	0.43011	3.22	関合
0.8	140987	0.43005836	3.2	岡田
0.9	91974	0.429911921	3.18	松田
1.2	24800	0.429776978	3.14	青野
1.3	23132	0.429885619992	3.16	山口
1.4	17617	0.429745386435	3.1	山本
1.5	15433	0.429844	3.2	進藤
1.6	15900	0.429754	3.13	河合
1.8	11677	0.429623532	3.10	山口
2	10460	0.429605	3.1	進藤
3	2436	0.429216538	3.0	山本
4	1453	0.4293	3.02	関合
5	431	0.427885	2.69	千代岡
6	360	0.4282	2.78	高井
7	196	0.426062273	2.25	青野
8	104	0.4263067	2.3	岡田
9	81	0.425133059	2.03	松田
10	78	0.424466	1.8	河合

・等方性２次要素と等方性１次要素のグラフの比較（直線は理論値）

 異方性１次要素のデータ(理論値:0.4917mm)

メッシュ長さ	要素数	変位(mm)	相対誤差(%)	計算者
0.5	604167	0.50919	3.56	千代岡
0.6	203209	0.504716	2.6	高井
0.7	145234	0.5036	2.42	関合
0.8	140987	0.50282705	2.3	岡田
0.9	91974	0.500527681	1.8	松田
1.2	24800	0.487393322	-0.9	青野
1.3	23132	0.4884103968	-0.67	山口
1.4	17617	0.484032743017	-1.56	山本
1.5	15433	0.482022	-2.0	進藤
1.6	15900	0.4832858	-1.7	河合
1.8	11677	0.4785524135	-2.67	山口
2	10460	0.479058	-2.6	進藤
3	2436	0.427868847826	-12.98	山本
4	1453	0.42772	-13.02	関合
5	431	0.273640	-44.3	千代岡
6	360	0.3392699	-31.0	高井
7	196	0.21362825	-58.5	青野
8	104	0.22574	-54.1	岡田
9	81	0.2275024	-53.73	松田
10	78	0.203271	-58.7	河合

・異方性１次要素と等方性１次要素のグラフの比較（直線は理論値）

↑

11/25†

11/18の課題：各要素数と変位のグラフ、直線は理論値

↑

11/24†

11/18の課題の表

メッシュ長さ	要素数	変位(mm)	相対誤差(%)	計算者
0.5	604167	0.428982	2.94	千代岡
0.6	361584	0.421233	1.09	高井
0.7	145234	0.4225	1.4	関合
0.8	140987	0.422627385	1.4	岡田
0.9	91857	0.420351606	0.88	松田
1.2	24520	0.404744325	-2.87	青野
1.3	23132	0.4045	-2.93	山口
1.4	4518	0.3986	-4.34	山本
1.5	15433	0.396317756757	-4.9	進藤
1.6	15900	0.399049	-4.24	河合
1.8	11677	0.404457	-2.9	山口
2	10460	0.394818715517	-5.3	進藤
3	734	0.32447	-22.13	山本
4	1453	0.3329	-20.1	関合
5	431	0.136240	-67.3	千代岡
6	360	0.2130486	-48.9	高井
7	196	0.1019892	-75.5	青野
8	104	0.1158624	-72.2	岡田
9	81	0.1247076	-70.1	松田
10	78	0.07733	-81.4	河合

↑

11/18†

11/18の課題の値

メッシュの長さ	要素数	変位	相対誤差	計算者
8	104	0.1158624	-72.2	岡田
0.8	140987	0.42262738527	-1.4	岡田

↑

11/17†

11/11の課題：各要素数と変位のグラフ

理論値との比較

↑

11/16†

11/11の課題の表

メッシュの長さ	要素数	変位	相対誤差	計算者
0.5	59504	6.56	-1.5	千代岡
0.6	45512	6.48774575	-2.69	高井
0.7	39075	6.54132	-2.0	関合
0.8	13397	6.43695	-3.5	岡田
0.9	9903	6.36315	-4.6	松田
1.2	6256	6.3043375	-5.4	青野
1.3	5767	6.29784	-5.6	山口
1.4	5146	6.286015	-5.76	山本
1.5	3935	6.24807	-6.3	進藤
1.6	3400	6.20446	-6.98	河合
1.8	2952	6.17161	-7.5	山口
2	1632	5.6458525	-15.3	進藤
3	667	5.4053975	-18.96	山本
4	264	3.6161	-45.8	関合
5	191	3.86	-42	千代岡
6	190	2.5077325	-62.4	高井
7	75	1.41225	-78.8	青野
8	56	1.2887175	-80.7	岡田
9	49	1.28799	-80.7	松田
10	44	1.226075	-81.6	河合