2021 時間割

前期

曜日1-23-45-67-89-10
ゼミ
都市システム計画特論土質工学特論
外国語文献講読
材料設計学特論科学技術者倫理特論(後半)
地域防災学特論

後期

曜日1-23-45-67-89-10
Introduction to Systems Design Engineering(後半)ゼミ
地域エネルギー特論
地域産業アントレプレナー論(前半)
構造力学特論水理学特論

CLTのめり込みについて

https://clta.jp/wp-content/uploads/2013/01/e7b5704203d0fb1ca3731cdf0a26c46e.pdf

https://clta.jp/wp-content/uploads/2014/10/d71ccd51294e80b27bf8007e393f36ac.pdf

やること

仮想材料でめり込み再現

salome2021でhillの降伏条件が使えないか検討

仮想材料でのめり込み再現

木材のめり込みについて

https://www.pu-kumamoto.ac.jp/kokenkenkyu/h12gaiyo/12ohashi.htm

http://library.jsce.or.jp/jsce/open/00074/2012/56-01-0039.pdf Hillの降伏条件を用いて木材のめり込みを再現してる

CLTのめり込み応力

https://www.hro.or.jp/list/forest/research/fpri/dayori/2011/2011-5.pdf

ここによると、スギ材のめり込み応力は6MPa

木構造計算基準(8ページ目の表1.7)によると、スギ材の材端の許容めり込み応力度は16kgf/cm2

短期許容応力度は長期の2倍なので、32kgf/cm2

これを単位換算して3.1MPa

弾塑性解析(CLTに降伏点を入れない)

CLTのDefine a materialは直交異方性の設定

STAT_NON_LINE:COMPORTEMENTのGroup of elementに弾塑性にしたいやつを追加(今回はkouとrubber 3D要素だけ追加したが、2Dや1Dも追加するべきかどうかは今後検討)

RESI_CPLAN_RELA, ITER_CPLAN_MAXI, RESI_INTE_RELA, ITER_INTE_MAXIにチェック(チェックだけで値を変えないのでつけなくてもいいかもしれない)

これでRunすると鋼材と仮想材料は弾塑性で、CLTは弾性で計算できる。

計算結果

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/ogawa/clt2.png

r:直交異方性の両端

k:直交異方性のスパン中央

Bs:等方性の両端

Bt:等方性のスパン中央

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/ogawa/bougosaku.png

h:直交異方性のときの防護柵のひずみ

b:等方性のときの防護柵のひずみ

載荷部の変位

等方性:140mm程度

異方性:145mm程度

CLTのポアソン比

弱軸方向x, 強軸方向y, 板厚方向zとすると、\( E_{x}=0.78 \)GPa, \( E_{y}=4.75 \)GPa, \( E_{z}=0.13 \)GPa

\[\left(\begin{array}{c} \varepsilon_{x}\\ \varepsilon_{y}\\ \varepsilon_{z} \end{array} \right)= \left[ \begin{array}{ccc} \frac{1}{E_{x}}&-\frac{\nu_{xy}}{E_{x}}&-\frac{\nu_{xz}}{E_{x}}\\ -\frac{\nu_{yx}}{E_{y}}&\frac{1}{E_{y}}&-\frac{\nu_{yz}}{E_{y}}\\ -\frac{\nu_{zx}}{E_{z}}&-\frac{\nu_{zy}}{E_{z}}&\frac{1}{E_{z}} \end{array} \right] \left( \begin{array}{c} \sigma_{x}\\ \sigma_{y}\\ \sigma_{z} \end{array} \right)\]

に上記のヤング率と\( \nu_{xy}=\nu_{yz}=\nu_{xz}=0.016 \)を代入すると、

\[\left(\begin{array}{c} \varepsilon_{x}\\ \varepsilon_{y}\\ \varepsilon_{z} \end{array} \right)= \left[ \begin{array}{ccc} \frac{1}{0.78} & -\frac{0.016}{0.78} & -\frac{0.016}{0.78}\\ -\frac{\nu_{yx}}{4.75} & \frac{1}{4.75} & -\frac{0.016}{4.75}\\ -\frac{\nu_{zx}}{0.13} & -\frac{\nu_{zy}}{0.13} & \frac{1}{0.13} \end{array} \right] \left( \begin{array}{c} \sigma_{x}\\ \sigma_{y}\\ \sigma_{z} \end{array} \right) \]

よって、

\( -\frac{0.016}{0.78}=-\frac{\nu_{yx}}{4.75} \)より、\( \nu_{yx}=0.1 \)

\( -\frac{0.016}{0.78}=-\frac{\nu_{zx}}{0.13} \)より、\( \nu_{zx}=0.003 \)

\( -\frac{0.016}{4.75}=-\frac{\nu_{zy}}{0.13} \)より、\( \nu_{zy}=0.0004 \)

したがって、salomeで与えるポアソン比は全て0.016で良いと考えられる。

CLTのヤング率(Shear Analogy Method)

CLTのせん断弾性係数

\( G_{強}=\frac{E_{弱}}{15} \)

\( G_{弱}=\frac{E_{強}}{15} \)

\( G_{厚}=\frac{G_{強}+G_{弱}}{2} \)

補剛材なし

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/ogawa/hogounasi.png

geometry

解析結果

防護柵基部のひずみを、Bタイプの解析結果と共にグラフに示した。

hizumiが補剛材なし、dansoseiがBタイプ。

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/ogawa/hizumihikaku.png

CLT床版の変位を、Bタイプの床版の結果と共にグラフに示した。

ryoutan, tyuuouが補剛材なし、Bs, BtがBタイプ。

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/ogawa/syoubanhikaku.png

プレート縁部付近の最小主応力は15.1MPaだった。Bタイプの場合は17.3MPaなので、少し値が小さくなっている。

やり直し

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/ogawa/b.png

bがBタイプ、hizumiが補剛材なし。

誤差の原因としては要素数の違いが考えられる。

2万くらいの差があった。

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/ogawa/Btype.png http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/ogawa/btype.png

やり直し前:Aタイプとの比較のためにAタイプと同じ位置にもひずみを測るグループを作成していた。

やり直し後:補剛材なしのときとグループの分け方を一緒にした。

vi

ファイル全体の置換  :%s/置換対象文字列/置換後文字列/g

gnuplot

グラフの色を変えるコマンド  lc '色の名前'  https://yutarine.blogspot.com/2018/12/gnuplot-colorname.html

色の名前一覧  http://ayapin-film.sakura.ne.jp/Gnuplot/Primer/Misc/colornames.html

実験

http://library.jsce.or.jp/jsce/open/00035/2000/55-01-a/55-01-a0013.pdf

sm400の引張試験.形状は違うが,8.5%のひずみで破壊するものから20%のひずみで破壊するものまであった.

https://www.jstage.jst.go.jp/article/jscejseee/68/2/68_413/_pdf

https://www.jstage.jst.go.jp/article/jscejseee/71/2/71_186/_pdf

防護柵の静荷重試験が行われていた.防護柵の形状や載荷方法などは異なる.

CLT床版に降伏点を設ける

課題:今までの弾塑性解析ではCLTを等方性として解析していた.しかしこのやり方だと本来のCLTより剛性が増してしまう.

CLTのめり込み応力3.1MPaを降伏点として解析

→Marcではこのやり方だったのでSalomeでも適用できないかと考えた.

下図はCLT床版の荷重とひずみの関係を表した図である.

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/ogawa/kouhuku.png

降伏点を下げたことにより,実験値よりも変位が大きくなっている.

最小主応力は14.6MPa. 等方性のときは17.3MPaだったので少し小さくなっている.

防護柵のひずみを比較した.

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/ogawa/sakuhikaku.png

防護柵の応力ひずみ曲線にはほとんど変化がない.

弾塑性解析

解析結果

Aタイプ

Atype.hdf

Bタイプ

Btype.hdf

hdfファイルを開くにはそれぞれAtype_FilesとAtype.med,Btype_FilesとBtype.medが必要. gFTPのhttp://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/ogawa内に入っている

結果の比較(Aタイプ)

実験値との比較

実験では降伏後すぐに載荷器具が破壊してしまったため,ひずみがほとんど測れていない.

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/ogawa/Ahikaku3.png

結果の比較(Bタイプ)

実験値と比較した.比較的実験値と近い曲線を描いているのがわかる.

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/ogawa/Bhikaku3.png

材料定数(応力ひずみ曲線)の設定

https://www.jstage.jst.go.jp/article/structcivil/56A/0/56A_0_122/_pdf/-char/ja

http://library.jsce.or.jp/jsce/open/00061/2014/41-01-0057.pdf

http://library.jsce.or.jp/jsce/open/00127/1987/33-0141.pdf

一個目の論文の式(5)と表2のパラメータを用いて下図のようなトリリニアの応力ひずみ曲線を作成した.

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/j2021/ogawa/Bkouzai2.png

修論日誌

salome20

hdfファイルを開こうとするとエラー OpenGl_Window::CreateWindow: glXCreateContext failed. 原因は分からない.salome19では起こらない.

salome19

メッシュの切り方

https://qiita.com/Jun_Tatsuno/items/d7246abcebaff3e99b72


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