Salome-Meca演習_サンドイッチ梁の履歴差分(No.6)

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#author("2021-06-04T16:59:43+09:00","default:kouzouken","kouzouken")
#author("2021-06-07T09:26:20+09:00","default:kouzouken","kouzouken")
#contents

*はじめに [#f2e42cdd]
-ここでいうサンドイッチ梁とは、木材の両側を鋼材で挟み、強度を確保した梁のこと。

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/hajimeni.png
-今回はSalome-Mecaで木材と鋼材の2つの材料を定義したモデルの作成→解析結果の確認までを行います。
-使用ツールについて、今回の説明ではSalome-Meca2019を使用しています。

*Salome-Mecaの起動→ジオメトリの作成 [#s6a7d01a]
**Salome-Meca2019を起動 [#sa84326e]
-左上の「新しいドキュメント」をクリック

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/geo1.png

**プルダウンメニューから「Geometry」を選択 [#y5ee9197]
-このような画面になる

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/geo2.png

**ボックスの作成 [#ra2cdf69]
-「ボックスを作成」をクリック

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/geo3.png

-「Box_1」はDx=10,Dy=10,Dz=100(木材を想定)→適用して閉じる

-「Box_2」はDx=10,Dy=2,Dz=100(鋼材を想定)→適用して閉じる


http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/geo4.png


http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/geo5.png

**鋼材で挟む [#x8740a2f]
-鋼材で挟むために、Box_1を上に2移動させる

-「移動」をクリック


http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/geo6.png

-オブジェクト=Box_1 Dx=0,Dy=2,Dz=0 を入力→適用して閉じる→「tranlation_1」ができる

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/geo7.png

-同じように、オブジェクト=Box_2 Dx=0,Dy=12,Dz=0 を入力→適用して閉じる→「tranlation_2」ができる

-オブジェクトブラウザーの「Box_1」「tranlation_2」など書いてあるところの左の目のマークで、表示/非表示の切り替えができる。
-「Box_2」「tranlation_1」「tranlation_2」の3つを表示させると、厚い材料が薄い材料で挟まれているモデルができる。
-これで大まかなモデル作成は完成のため、次に解析のための下準備を行う。

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/geo8.png

**結合→パーティションの作成 [#t898192c]

-「結合」をクリック


http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/geo9.png


http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/geo10.png


-「選択したオブジェクト」の欄で「Box_2」「tranlation_1」「tranlation_2」の3つを選択（キーボードのCtrlを押しながらクリックで複数選択）→適用して閉じる
-「Fuse_1」ができる
-次に「パーティション」を選択


http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/geo11.png


http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/geo12.png

-オブジェクト=Fuse_1、ツールオブジェクト=Box_2,tranlation_2を入力→適用して閉じる
-「Partition_1」ができる
-「Partition_1」のみを表示させて、1つのモデルで鋼材と木材に分かれていれば成功。

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/geo13.png


**ジオメトリのグループの作成 [#a0a15e59]
-後で鋼材、木材、載荷面、固定面の設定をするために必要な箇所について、この段階でグループを作成します。
-オブジェクトブラウザーの「Partition_1」のところで右クリック→「グループを作成」をクリック
***鋼材 [#gf9c0d29]
-「オブジェクトの種類」のところで一番右の立方体にチェックを入れる
-上の鋼材をクリック→追加
-同じように下の鋼材をクリック→追加
-名前をわかりやすいようにつける（ここでは「kou」とする）→適用して閉じる

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/geo14.png

-オブジェクトブラウザーに反映されていればok

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/geo15.png
***木材 [#y0a372aa]
-同じように真ん中の木材をクリック→追加
-名前をわかりやすいようにつける（ここでは「moku」とする）→適用して閉じる

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/geo16.png

***固定面 [#v36c400f]
-「オブジェクトの種類」のところで右から2番目の□にチェックを入れる
-上の鋼材の原点側の面をクリック→追加
-同じように下の鋼材の原点側の面をクリック→追加
-同じように木材の原点側の面をクリック→追加
-名前をわかりやすいようにつける（ここでは「kotei」とする）→適用して閉じる

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/geo17.png

***載荷面 [#m0494838]
-「オブジェクトの種類」のところで右から2番目の□にチェックを入れる
-上の鋼材の載荷面の反対の面をクリック→追加
-同じように下の鋼材の載荷面の反対の面をクリック→追加
-同じように木材の載荷面の反対の面をクリック→追加
-名前をわかりやすいようにつける（ここでは「saika」とする）→適用して閉じる

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/geo18.png

-ここまででジオメトリは終了。

*メッシュの作成 [#h194187d]
**メッシュの切り方の設定 [#b00a214b]
-プルダウンメニューから「Geometry」を選択
-オブジェクトブラウザーで、上で作成した「Partition_1」を選択→メッシュを作成（左側にある方）を選択

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/mes1.png

-3D→アルゴリズム「NETGEN 3D」を選択→詳細設定セットの割当て→「3D Automatic Tetrahedralization」をクリック

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/mes2.png

-要素長設定（メッシュの細かさの設定）をする。モデルに対してあまりにも大きいと思ったような解析結果にならず、逆に細かいと計算に時間がかかったりエラーが出たりする。
-今回はDx=10,Dy=14,Dz=100のモデルのため、最大要素長=2とする。長さのところに「2」を入力→ok

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/mes3.png

**メッシュを切る [#z6670bd1]
-オブジェクトブラウザーで、上で作成した「Mesh_1」を選択→メッシュを作成（右側にある方）を選択

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/mes4.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/mes5.png

-計算が成功すると、このような形になる

**グループの作成 [#fe418fe4]
-ジオメトリで作成したグループをメッシュに反映させる
-「Mesh_1」で右クリック→「ジオメトリのグループを作成」をクリック

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/mes6.png

-Geometryで作成したPartition_1のグループ「moku」「kou」「saika」「kotei」を選択→適用して閉じる

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/mes7.png

-オブジェクトブラウザーに反映され画像のようになっていれば成功
-メッシュの作成は以上

*AsterStudyの設定 [#e586cda1]
-プルダウンメニューから「AsterStudy」を選択
-上のメニューから「Add Stage」を選択

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/ast1.png

**メッシュ [#keb2c836]
-メッシュファイルを読み込む設定をします
-「メッシュ」→「Read a Mesh」を選択

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/ast2.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/ast3.png

-Mesh file location→「Mesh_1」（作成したメッシュ）、Mesh file format→「Med」を選択してok
-左下のInfomationにこのように表示されればok

  mesh = LIRE_MAILLAGE(
  FORMAT='MED', 
  UNITE=20

**Model Definition [#yf61b8cf]
-解析の方法の設定をします
-「Model Definition」→「Assign finite element」を選択

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/ast4.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/ast5.png

-「メッシュ」が「mesh(LIRE_MAILLAGE)」になっているか確認
-「Finite element assignement」を1itemに増やす→「Edit」
-「Everywhere」→「Yes」　「Phenomenon」→「Mecanic」　「Modelisation」→「3D」を選択→ok

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/ast6.png

-左下のInfomationにこのように表示されればok
 model = AFFE_MODELE(
  AFFE=_F(
    MODELISATION=('3D', ), 
    PHENOMENE='MECANIQUE', 
    TOUT='OUI'
  ), 
  MAILLAGE=mesh
 ) 

**Material [#s18e3271]
-ここで材料の設定をします。
-今回は鋼材と木材の設定をします。
***鋼材の設定 [#bb60aa02]
http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/ast7.png
-上のメニューの「Material」から「Define a material」を選択

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/ast8.png

-「Linear isotropic elastcity」を選択（一般的な材料であればこれを選択）

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/ast9.png

-Young's modulus：ヤング率
-Puisson's ratio:ポアソン比
-それぞれ入力→ok→わかりやすい名前をつける（ここでは「kou」）→ok
-ここでは鋼材をヤング率=20.0kN/mm2、ポアソン比=0.3とする

 kou = DEFI_MATERIAU(
  ELAS=_F(
    E=200000.0, 
    NU=0.3
  )
 ) 

***木材の設定 [#bb60aa02]
-上のメニューの「Material」から「Define a material」を選択
-「ELAS_ORTH」を選択（xyzの方向で材料特性が違う場合これを選択）

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/ast10.png

***あとで編集*** [#ve917feb]

***モデルごとの材料の設定 [#i73975f4]
-上のメニューの「Material」から「Assign a material」を選択

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/ast11.png

-「Model」にチェック→Model=model(AFFE_MODELE)になってることを確認
-「Material assignment」を追加→編集

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/ast12.png

-「Group of element」でジオメトリで設定した鋼材のグループを選択→ok
-「Material」で先程Define materialで設定した鋼材の材料情報を選択→ok
-「Material assignment」を追加→木材についても同様に設定→ok

 fieldmat = AFFE_MATERIAU(
  AFFE=(_F(
      GROUP_MA=('kou', ), 
      MATER=(kou, )
    ), _F(
      GROUP_MA=('moku', ), 
      MATER=(moku, )
    )), 
  MODELE=model
 )

**BC and Load [#ia3e6be8]
-荷重と固定についての設定
-上のメニューから「BC and Load」→「Assign mechanical load」を選択

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/ast13.png

***Enforce DOF [#x5566b9b]
-固定についての設定（Enforce DOF=強制変位　ここでは強制変位の設定を0にする=固定ということにしている）
-「Enforce DOF」を選択

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/ast14.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/ast15.png

-「Group of element」でジオメトリで設定した固定面を選択（ここでは「kotei」）
-DX,DY,DZ=0を入力→ok
***FORCE_FACE [#aa371c15]
-荷重についての設定（FORCE_FACE=面載荷　どこか1つの面に荷重をかける場合これを選択）
-「FORCE_FACE」を選択(Enforce DOFよりもかなり下にある)

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/ast16.png

http://www.str.ce.akita-u.ac.jp/~gotouhan/ishikuro/sandwich/ast17.png

-「Group of element」でジオメトリで設定した載荷面を選択（ここでは「saika」）
-FY=-140を入力（載荷面の面積は10×14=140 なので1.0N/mm2になる　方向を考慮してマイナスとする）
-ok→ok
 load = AFFE_CHAR_MECA(
  DDL_IMPO=_F(
    DX=0.0, 
    DY=0.0, 
    DZ=0.0, 
    GROUP_MA=('kotei', )
  ), 
  FORCE_FACE=_F(
    FY=-140.0, 
    GROUP_MA=('saika', )
  ), 
  MODELE=model
 )
Salome-Meca演習_サンドイッチ梁 の履歴差分(No.6)

Salome-Meca演習_サンドイッチ梁の履歴差分(No.6)
