青野の卒論日誌の履歴(No.62)

青野の卒論日誌

2023年†

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卒論関連†

振動解析（青山さん、七五三さんの続き)　不朽箇所1箇所ごとの感度は青山さんの手法で調べられるのだけど、それらの組み合わせの影響を何らかの統計的な手法（ベイズ推定とか）で評価できないかとか。

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アーチの固有振動数†

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かじか橋†

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アーチ部分に異方性を入れる†

かじか橋をやるということで5本のアーチでやっていたが、アーチへの異方性の適用を確認するためにはアーチ一本で確認するほうがいいと思うのでその方向で進んでみる。（6/28）

とりあえず単純梁を作成して異方性にした際の振動数の減少を確認する。（7/18〜8/2まで取っていたデータは固定方法を間違っていたためやり直し）（8/3）

等方性の鉛直振動は固定の仕方を間違っていたのでやり直し(8/4)

全データ取り終わり。等方性より異方性のほうが振動数が減少することが確認できた。2次要素だと理論値を下回る結果だが異方性のほうが振動数が減少する傾向は同じ。次はアーチを作成して同じようになるのかを確認。（8/9）

アーチにオイラー角を用いて振動解析してみた。等方性だと鉛直1次が3101.59Hzに対して異方性を与えると3068.31Hzと少し減少したが理論値等を求めていないのでそもそもあっているかわからない。理論値を探してみて確認したほうが良さそう。（8/17）

とりあえずアーチのみのデータは取り終わった。1次要素・2次要素ともにオイラー角を用いて異方性を適用すると、振動数が明確に落ちることが確認できた。また、振動をやるときには2次要素でやったほうが収束しているので2次要素での解析で要素数を少なくして解析したほうが解析時間も短くなるのでいい気がする。（今回のデータだと大体1～2Hzくらいしか変わっていないのでそこは無視してもいい気がする。）（8/25）

構造力学公式集にあった2ヒンジアーチの固有振動数の式から1次と2次の理論値の式の計算は終わった。計算量が多く、手計算でやったのでもう一度計算してあってるかの確認をしておく必要がある（一応単位計算したら合ってたので多分大丈夫だと思うが、念の為もう一度やる）。エクセルに計算式も一応作っておいたので間違いがなかったら理論値は簡単に計算できる（File:2hinjiarchriron）。ヒンジがよくわかっていないのでそこの勉強と設定方法の確認をして中間発表に間に合うか間に合わないか早めに決めておく。（9/5）(最近あまり休めていなかったので少し休みを入れていきます）

構造力学集にあったウォルトキングの図から振動数を求めたら対称１次振動で58.9Hzであったが、解析では1200Hzぐらいだったので大きく違う。理論値に入れる値が間違っているのか解析の設定が間違っているのか分からないのでようチェック。とりあえず他の文献も読みながら理論式を探して見ようと思う。(9/15)

参考

根本の卒論日誌

ここから下はアーチにオイラー角で異方性を15BOXで与えたときの記録（E=9.6GPa,RHO=4.59ton/mm^3, b=0.2mm, h=0.5mm）　

横軸：要素数　縦軸：振動数

鉛直1次振動

鉛直2次振動

水平1次振動

水平2次振動

ここから下は単純梁の記録（E=9.6GPa,RHO=4.59ton/mm^3, b=20mm, h=10mm, L=500mm）

縦軸：時間（分）　横軸：要素数

縦軸：振動数　横軸：要素数

メモ

　　アーチは一つのものとして作成されているため、場所ごとにboxを作成して異方性を適用する。

boxの適用方法

　　アーチを選択→点を作成（左から２番目のものを選ぶと角のものを選べる）→点を線でつなぎ４辺作成→フェースを作成で面を作成→partitionでアーチと面を選ぶ

　　以上によって面で区切りとなってboxを作成することができる。

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オイラー角†

もしかしたら青山さんのモデルを異方性にしていくこともするかも（オイラー角をつかって？）

Z軸回転のみ（部材がXY平面上にあるとき）のオイラー角の適用はできたのでアーチの異方性適用についてもこの方向でやっていく。

多分一つの回転のみなら簡単にできるのかもしれない

→x軸回転のみもできたのでZ軸またはX軸方向の回転はできる（y軸回転がないので少し不便だが、頑張ってZ,X軸で上手く回転させて適応させてみるしかないまたはy軸を回転するような部材を作成しないように頑張るしかないと思う）

追加

boxを斜め方向（どの平面にも触れないように）作成し、オイラー角がきちんとできるのかも確認する。急ぎではないが早めにやる。

片持ち梁を上の図のように作成して、曲げの応力－ひずみからヤング率を求めたところ完全に6000MPaと240MPaは得られなかったものの、6050MPaや245MPa付近で値を得られたのでオイラー角はうまく適応できたと考えられる。

オイラー角の回転はZ軸→X’軸→Z’’軸の順番に行っていることに注意して与える必要がある（salomeだと0→Z軸、1→X’軸、2→Z''軸の順番）

オイラー角：座標軸で回転させて向かせたい方向に回転させる。その時の角度をオイラー角と呼ぶ。

x軸を回転させる：φ角

y軸を回転させる：θ角

z軸を回転させる：ψ角

（飛行機の場合、上からバンク角、ピッチ角、機首方位角と呼ばれている）

回転させる時、原点から軸の正方向を見て右回転させていく。

片持梁の曲げで確認
応力とひずみからヤング率を計算したところ、軸方向ヤング率6000MPaに対してオイラー角を設定すると軸方向ヤング率240MPaを得ることができたので上手く設定できたと考えられる。

アーチを作成して適用してみる。

salomeでやる時のAstercode(P48)

オイラー角とは

回転行列

salomeでの構造要素

オイラー角動き

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密度による影響†

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3分割で試し†

最初の名前が表面の状態

数字がモード（１：１次モード、２：２次モード）

e(鉛直）s（水平）方向

断面図↓

横軸：振動数　縦軸：中心の含水率

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10分割含水率変化†

簡単な橋を作成し（10✕20✕1000とか）、ミルフィーユ状に切っていくことで含水率の変化による固有振動の変化を確認する。最初はサンドイッチみたいなのからスタートして徐々に層数を増やして密度（ρ）を層ごとに変化させたときの固有振動数の変化を見ていく

気乾比重は、乾燥させたときの比重のため少し（含水率10％程度）の水分を含んでいる。

全乾比重は、完全に乾燥させたときの比重（含水率0％）となっている。

スギでモデル作成していく.10✕20✕1000をモデルとし、気乾比重を最低値として考える。(5/9)（自分用メモ：解析していったデータは10bunnkatu dataに理論値とかの計算はsinndourironnkeisannにある）

種類	密度g/cm3
バルサ	0.10
リグナムバイタ	1.25
キリ	0.23
アカガシ	0.97
スギ	0.34
ヒノキ	0.42
ケヤキ	0.66
ミズナラ	0.70

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振動解析†

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春休み課題（振動解析）†

図心をZ軸に合わせて固定もZ軸上でのものとする（Boxの中心上にできるようにする）。そこから相対誤差がどのくらい変化するかの確認。(4/27)

追記：振動解析班のものは鉛直、水平のモードで分類してなかったので理論値計算を含めやり直す。（5/1）

相対誤差まで完成。ほとんど誤差のない結果となった。（5/2）

再解析データ

理論値

鉛直1次：36.036Hz　水平1次：72.073Hz　鉛直2次：144.146Hz　水平2次：288.292Hz

1次モード

メッシュの長さ	鉛直1次モード	相対誤差	水平1次モード	相対誤差
0.8	36.0307	0.015%	72.0219	0.067%
0.9	36.0307	0.015%	72.0219	0.067%
1.0	36.0307	0.015%	72.0219	0.067%
2.0	36.0310	0.014%	72.0224	0.066%
3.0	36.0308	0.014%	72.0224	0.066%
4.0	36.0312	0.013%	72.0226	0.066%
5.0	36.0313	0.013%	72.0227	0.066%

2次モード

メッシュの長さ	鉛直2次モード	相対誤差	水平2次モード	相対誤差
0.8	144.053	0.065%	287.477	0.283%
0.9	144.053	0.065%	287.477	0.283%
1.0	144.053	0.065%	287.477	0.283%
2.0	144.058	0.061%	287.484	0.280%
3.0	144.055	0.063%	287.485	0.280%
4.0	144.060	0.060%	287.488	0.279%
5.0	144.062	0.058%	287.490	0.278%

振動解析班のデータ１次モード

メッシュの長さ	要素数	一次モードの固有振動数解析値	相対誤差
0.8	256077	36.0194	0.0294%
0.9	128086	36.0194	0.0294%
1.0	89462	36.0195	0.0291%
2.0	21074	36.0196	0.0288%
3.0	24457	36.0196	0.0288%
4.0	5473	36.0199	0.0280%
5.0	5725	36.02	0.0277%

振動解析班のデータ二次モード

メッシュの長さ	要素数	二次モードの固有振動数解析値	相対誤差
0.8	256077	108.067	4.03%
0.9	128086	108.183	3.93%
1.0	89462	108.358	3.78%
2.0	21074	109.174	3.05%
3.0	24457	109.061	3.15%
4.0	5473	109.906	2.40%
5.0	5725	110.024	2.30%

春休み課題の振動班のものをやってみる。
参考　https://www.youtube.com/watch?v=5SYHxrAr4f8
春休み振動解析班
振動解析

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参考文献†

構造振動学

既存鋼鈑桁橋のモデルパラメータ事後分布を用いた信頼性評価

ベイズ推定による既存構造物数値モデルの不確定性定量化とキャリブレーション

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読んでみたいもの†

（Model Verification & Validation（V&V））

Alvin, K. F., Oberkampf, W. L, Dieger, K., Rutherford, B.:Uncertainty quantification in computational structural　dynamics: a new paradigm for model validation, Society for　Experimental Mechanics, Inc, 16 th International Modal　Analysis Conference.. Vol. 2. 1998. （計算構造力学における不確かさの定量化：モデル検証のための新しいパラダイム、実験力学研究会、16th国際モード解析会議. 　　Vol.2. 1998.）

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2022年†

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創造工房実習の内容†

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10月21日課題†

タッチタイプ練習

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11月4日†

・課題

秋田市の月別平均気温(1991～2020)

・練習

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11月11日　片持ち梁†

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	6.48774	-2.69	高井
0.7	39075	6.54133	-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	5199	6.29990	-5.55	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	5.64585	-15.3	進藤
3	682	5.47288	-17.9	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	-80.9	松田
10	44	1.226075	-81.6	河合

片持ち梁のグラフ：縦軸変位　横軸要素数

Salome-Meca演習_片持ち梁(2021)

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11/18(金)　単純梁†

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	17530	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	-0.03	山口
2	10460	0.394818715517	-5.3	進藤
3	2344	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

片持ち梁のグラフ：縦軸変位　横軸要素数

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11月25日†

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等方性1次と等方性2次の比較†

二次要素の等方性のデータ

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	0.42383	0.98	高井
0.7	145234	0.43301	3.22	関合
0.8	140987	0.43006	3.2	岡田
0.9	91974	0.429913	3.18	松田
1.2	24800	0.429777	3.14	青野
1.3	23132	0.42989	3.16	山口
1.4	17617	0.429745	3.13	山本
1.5	15433	0.429844	3.2	進藤
1.6	15900	0.429754	3.13	河合
1.8	11677	0.42962	3.1	山口
2	10460	0.429605	3.1	進藤
3	2486	0.429217	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	0.42606	2.25	青野
8	104	0.42631	2.3	岡田
9	81	0.42513	2.03	松田
10	78	0.424466	1.8	河合

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等方性1次と異方性1次の比較†

異方性1次のデータ

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	0.50472	2.6	高井
0.7	145234	0.5036	2.42	関合
0.8	140987	0.50283	2.3	岡田
0.9	91974	0.50053	1.8	松田
1.2	24800	0.48739	-0.9	青野
1.3	23132	0.48841	-0.67	山口
1.4	17617	0.48403	-1.56	山本
1.5	15433	0.48202	-2.0	進藤
1.6	15900	0.48329	-1.7	河合
1.8	11677	0.47855	-2.67	山口
2	10460	0.47906	-2.6	進藤
3	2436	0.42787	-12.98	山本
4	1453	0.42772	-13.02	関合
5	431	0.27364	-44.3	千代岡
6	360	0.33927	-31.0	高井
7	196	0.21363	-58.5	青野
8	104	0.22574	-54.1	岡田
9	81	0.22750	-53.7	松田
10	78	0.20327	-58.7	河合

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12/2 木材と鋼材の単純梁　サンドウィッチ†

異方性の単純梁(1次)と2次要素のサンドウィッチ梁（鋼材：等方性木材：異方性木材を鋼材で挟む）の比較

メッシュ	要素数	変位	相対誤差	測定者
0.7	155266	0.0861	-13.0	関合
0.8	138453	0.08349	-15.7	岡田
0.9	82766	0.083312	-15.9	松田
1.2	32279	0.08357	-15.6	青野
1.3	28343	0.083667	-15.5	山口
1.4	23667	0.08368	-15.5	山本
1.5	19958	0.083516	-15.6	進藤
1.6	19451	0.086037	-13.1	河合
1.8	10933	0.084021	-15.1	山口
2	10764	0.083323	-15.8	進藤
3	3618	0.083467	-15.7	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	0.08075	-18.4	青野
8	289	0.079715	-19.5	進藤
9	261	0.078427	-20.8	松田
10	232	0.082495	-16.7	河合

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＜メモ＞†

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UNIXコマンド†

ここのUNIXコマンドはひと通り使えるようになる。
コマンド集
操作系コマンド
ジャンルごとに細かいもの
viにおいて[:w　ファイル名]とすると別名保存できる

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gnuplot†

gnuplot
gnuplotスクリプトの解説
plot 関数 with linespoints (plot 関数 w lp)

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inkscape†

inkscapeでDesign
凡例のみを消してグラフを残したいときは、「ノードツールで選択→画面上のパス→分解」　をやることで消すことができる。（選択したあとctr+shift+Kでショートカットできる）
上記の方法だと色もなくなってしまうので色は、「ノードツールで選択→ストロークの塗り」　で色付け作業をする。

↑

LaTex†

LaTex入門コマンド
LaTexコマンド一覧（直コマンド）
単位の累乗（cm^2,mm^2）をするときは直接cm^2やmm^2で書くのではなく式として認識させるために$で囲う必要がある。
図の中に文字の大きさの変え方
pngの貼り方 \includegraphics[width=30mm]{.png}　（数字は画像の幅の拡大・縮小）
pdfの貼り方　\input{.pdf_tex}
\if0 \fi　でコメントアウトしたい行を囲むと複数行のコメントアウトができる。

↑

LibreOfficeImpress†

数式の作り方

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Salome-Meca†

AstersutdyのMemoryの数値を上げることで解析に与えるMemory量が増えるらしい（要確認）
code-asterの説明 (Asterstudyで書かれているコードの説明が書かれている。ただ英語で書かれているので、翻訳する必要あり)
Salome-Mecaの使用法解説
Salome-Meca非線形解析　（古い）
Salome-Meca_降伏点検証
Salome-フランス語対策
折り返しばねの計算
salomemecaとcodeaster概要
線形動解析
CODE-ASTER ASSEMBLAGE

GenerateVectorsは2Dの結果を可視化するときに適用するものらしい。（別に入れても問題ないなら忘れないために常に入れておいたほうが安全だと思う）

Normalmodesanimationrealは鉛直or水平の振動を見ることができるもの？

Normalmodesanimationcomplexは鉛直・水平振動を同時に起こせるもの？

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自分用メモ†

POUTRE 梁（ビーム）

COQUE シェル

AXE_POUTRE ビーム軸

coq_pou このオプションにより、船体内に格子状の部品を梁状の部品と接続することが可能になります?(原文：This option makes it possible to connect a part with a grid in hull with a beam part.)

http://www-mdp.eng.cam.ac.uk/web/CD/engapps/aster_docs/UDocs-HTML/U44401i1/U44401i1.pdf.html#52（P52）

5/15~5/26 教育実習

5/29　研究再開

全角/半角の切り替えは、「無変換」（左手親指）でもできる

コピペは、左クリックで領域選択したら、スクロールボタンで貼り付け

単語選択は、ダブルクリックでも可（トリプルクリックだと行選択かな）

青野の卒論日誌 の履歴(No.62)