回転座標 の履歴差分(No.6)

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• 回転座標 へ行く。
  • 1 (2021-11-10 (水) 09:01:24)
  • 2 (2021-11-10 (水) 10:57:16)
  • 3 (2021-11-10 (水) 17:47:30)
  • 4 (2021-11-10 (水) 18:16:57)
  • 5 (2021-11-11 (木) 19:10:16)
  • 6 (2021-11-12 (金) 17:24:03)
  • 7 (2021-11-12 (金) 18:40:50)
  • 8 (2021-11-15 (月) 14:30:09)
  • 9 (2021-11-22 (月) 14:20:03)
  • 10 (2021-11-22 (月) 18:19:04)
  • 11 (2021-11-25 (木) 12:05:08)
  • 12 (2021-11-29 (月) 13:23:15)
  • 13 (2021-11-30 (火) 10:05:36)
  • 14 (2021-12-02 (木) 17:29:04)
  • 15 (2021-12-02 (木) 23:10:46)
  • 16 (2021-12-03 (金) 10:50:56)
  • 17 (2021-12-03 (金) 18:53:24)
  • 18 (2021-12-06 (月) 14:21:51)
  • 19 (2021-12-09 (木) 17:32:06)

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#author("2021-11-11T19:10:16+09:00","default:kouzouken","kouzouken")
#author("2021-11-12T17:24:03+09:00","default:kouzouken","kouzouken")
#contents

振動解析における回転系座標についての検証を行う。

*片持ち梁 [#mb393a3a]
X=100,Y=10,Z=20の片持ち梁を作成。画像奥側が固定面。

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/kaiten/katamoti1.png
**等方性 [#ifdde2ae]
細かい条件については、[[根本の卒論日誌：片持ち梁の振動解析（ソリッド要素）:https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/cgi-bin/pukiwiki/?%E6%A0%B9%E6%9C%AC%E3%81%AE%E5%8D%92%E8%AB%96%E6%97%A5%E8%AA%8C#r913480a]]と同じ。

,振動モード,解析値(Hz)
,水平一次,20.8188
,鉛直一次,39.9531
,水平二次,124.4
,ねじれ,145.725
,鉛直二次,213.841

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/kaiten/katamoti2.png
**異方性 [#j45218f3]
等方性から、材料条件のみを変更。
 ihou = DEFI_MATERIAU(
  ELAS_ORTH=_F(
    E_L=6000.0, 
    E_N=240.0, 
    E_T=240.0, 
    G_LN=400.0, 
    G_LT=400.0, 
    G_TN=400.0, 
    NU_LN=0.016, 
    NU_LT=0.016, 
    NU_TN=0.016, 
    RHO=3.8e-07
  )


,振動モード,解析値(Hz)
,水平一次,19.7614
,鉛直一次,35.8196
,ねじれ,64.7791
,水平二次,104.701
,鉛直二次,148.822

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/kaiten/katamoti3.png

**異方性+回転+回転座標適用 [#g3f63a98]
梁を回転させて、かつ回転座標を適用させる。

材料設定について、上のELAS_ORTHをそのまま適用。

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/kaiten/katamoti7.png

回転座標については
 AFFE_CARA_ELEM > MASSIF > ANGL_REP
 入力欄を3つ作成し、それぞれがX,Y,Zに対応している。
 それぞれの軸回りでいくら回転させるかを入力。
 ex)今回の場合、Y軸を90度回転させるので、1番目に0、2番目に90、3番目に0を入力

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/kaiten/katamoti5.png


,振動モード,解析値(Hz)
,水平一次,19.7614
,鉛直一次,35.8196
,ねじれ,64.7791
,水平二次,104.701
,鉛直二次,148.822


http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/kaiten/katamoti6.png

回転座標を適用する前と同じ結果になったため、ANGL_REPで回転座標を適用できるといえる。

**結果 [#v8d0e9a8]
片持ち梁の場合は、ANGL_REPでの回転座標適用は有効だと考えられる。

*単純梁 [#pbec1561]
次に、同じくX=100,Y=10,Z=20で単純梁を作成。

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/kaiten/tanjyun1.png

固定方法については、[[Salome-Meca演習_単純梁:https://www.str.ce.akita-u.ac.jp/cgi-bin/pukiwiki/?Salome-Meca%E6%BC%94%E7%BF%92_%E5%8D%98%E7%B4%94%E6%A2%81]]のジオメトリの作成と同じ。
**等方性 [#p417e934]
材料設定は片持ち梁と同じ。

,振動モード,解析値(Hz)
,水平一次,128.488
,鉛直一次,157.321
,ねじれ,233.374
,水平二次,349.164
,ねじれ,447.339


http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/kaiten/tanjyun2.png

固定箇所が回転しているように見えるが、確認したところ回転していなかった。
**異方性 [#c4ef6ee3]
材料設定は片持ち梁と同じ。

,振動モード,解析値(Hz)
,ねじれ,75.3159
,水平一次,88.7695
,鉛直一次,110.323
,ねじれ,163.276
,水平二次,200.492

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/kaiten/tanjyun3.png



**異方性+回転+回転座標適用 [#l1082716]
片持ち梁と同様に梁を回転させ、ANGL_REPを適用させる。

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/kaiten/tanjyun4.png

,振動モード,解析値(Hz)
,ねじれ,75.7328
,水平一次,89.0501
,鉛直一次,110.629
,ねじれ,163.634
,水平二次,201.511

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/kaiten/tanjyun5.png

回転前と少しだけ振動数が違う。

,回転前解析値(Hz),回転後解析値(Hz)
,75.3159,75.7328
,88.7695,89.0501
,110.323,110.629
,163.276,163.634
,200.492,201.511

ANGL_REPが正しく適用されていない可能性もあるため、比較用に回転前の梁（X軸方向が長軸）に回転座標を適用させてみる。


***【比較用】異方性+回転座標で梁を回転させなかった場合 [#o1477b03]

,振動モード,解析値(Hz)
,水平一次,30.0518
,鉛直一次,33.695
,水平二次,82.913
,鉛直二次,115.306
,ねじれ,120.604

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/kaiten/tanjyun6.png

異方性を持たせて回転なしのときと、異方性+回転+回転座標適用のときとも違う結果になったため、
これを見る限り、回転座標は適用されているようだ。


**結果 [#e692694f]
単純梁の場合は、ANGL_REPでの回転座標適用は有効だと考えられるが、
回転前と後で少しだけ振動数が違った。

考えられる原因としては、単純梁は線要素での固定であるため、片持ち梁のような面要素での固定よりも
固定部分の周りが動きやすいことから、

その違いが振動数となって現れた可能性は考えられる。

*アーチ [#y03c2091]
アーチへの適用も検証する。
図の3点を使用してアーチを作成。

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/kaiten/arch1.png

**等方性 [#reebc6bb]
材料設定は以下のとおり。

 mater = DEFI_MATERIAU(
  ELAS=_F(
    E=7500.0, 
    NU=0.4, 
    RHO=3.8e-10
  )

,振動モード,解析値(Hz)
,水平一次,4.1721
,鉛直二次,9.44272
,水平二次,11.6283
,対称一次,20.8357
,水平三次,23.306
,対称二次,38.3033
,水平四次,39.7125
,鉛直四次,41.8928
,水平五次,60.2621
,対称三次,65.093

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/kaiten/arch2.png

**異方性 [#j73a6036]
異方性アーチの場合はELAS_ISTRを使用するのがいいらしい。（及川さん談）

 ihou = DEFI_MATERIAU(
  ELAS_ISTR=_F(
    E_L=7500.0, 
    E_N=300.0, 
    G_LN=400.0, 
    NU_LN=0.016, 
    NU_LT=0.016, 
    RHO=3.8e-10
  )

,振動モード,解析値(Hz)
,,3.01718
,,5.94478
,,8.77324
,,13.5595
,,17.4116
,,22.7029
,,27.1765
,,30.9601
,,40.2001
,,46.4758

**異方性+回転座標適用 [#o00f6e58]
アーチの回転座標適用にはANGL_AXEとORIG_AXEコマンドを使用する。
（上のANGL_REPと同じ位置にある）

ANGL_AXEは回転角（図を参照）、ORIG_AXEは回転角を適用した後にアーチの中心座標を指定する。
 elemprop = AFFE_CARA_ELEM(identifier='2:1',
                          MASSIF=_F(ANGL_AXE=(0.0, 90.0),
                                    GROUP_MA=('Cut_1', ),
                                    ORIG_AXE=(0.0, 10000.0, 14500.0)),
                          MODELE=model)
,振動モード,解析値(Hz)
,,2.74942
,,5.93091
,,8.07844
,,13.4888
,,16.4706
,,22.104
,,27.0818
,,29.4049
,,39.9771
,,44.0591

***【比較用】回転座標の適用について [#w2cac2e5]
 elemprop = AFFE_CARA_ELEM(identifier='2:1',
                          MASSIF=_F(ANGL_AXE=(0.0, 90.0),
                                    GROUP_MA=('Cut_1', ),
                                    ORIG_AXE=(14500.0, 10000.0, 0.0)),
                          MODELE=model)
,振動モード,解析値(Hz)
,,2.98803
,,7.66834
,,8.77053
,,16.3103
,,18.0064
,,27.5536
,,29.5963
,,25.3419
,,41.2204
,,54.2841
***ELAS_ORTHを使用した場合 [#o70ace3c]

**まとめ [#a0b41bd0]