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2011年11月20日 (日)

【日本語例題】2.0 境界条件

昨日に引き続き、日本語の例題「2.0 境界条件」(02-00.pdf)の実施です。
(日本語例題については、こちらをご参照下さい)。

SALOMEバージョンは5.1.4です。

今回は境界条件の設定についてです。まず、例題用の形状ファイル「bar-2.stp」を読み込みましたが、ここで気にかかる点がありました。前回(01-00)でも同じだったのですが、読み込まれる形状の長さ単位が「m(メートル)」になっています。例題で10mmと表記されている所が「0.01」になってしまいます。例題は「mm(ミリメートル)」で進んでいくのですが、mmで読み込むオプションがどうしても見つかりませんでした。

FEM解析ソフトは一般的に、プログラム本体中での単位の指定は無く、使用者が好きなように設定できます(というより、設定しなくてはなりません)。私はいつも、長さは「mm」、力は「N」にしています。これで弾性率は「MPa」、出てくる応力も「MPa」になります。やはり慣れた単位系を使いたいものです。そこで、今回は読み込んだ形状を1000倍に均等拡大しました。メニューから「Operations」-「Transformation」-「Scale Transform」です。

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無事mm単位の形状になったところで、例題の開始です。前回同様、特に詰まるところはありませんが、境界条件Groupの作成やMeshの作成に関しては、拡大後の形状の方を指定する必要があるようです(今回の例では「Scale_1)。

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面荷重での結果、例題解説では最大変位が0.02mmとなっていますが、私の結果は0.03mmでした。何か設定が違うのかと見直しましたが、特に間違っていないようです。

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精度の悪い四面体一次要素で板厚方向に1層しかありませんし、それでメッシュ分割が例題と異なっているので、差が大きく出たのかもしれません。あまり気にしないことにしました。

次に面荷重の方向を変える方法です。これは、ソルバー(Code_Aster)への入力ファイル(*.comm)を編集して変えるようです。といってもテキストファイルを直に編集するのでは無く、「Eficas」というエディタがあるようです。これの起動ですが、解析文書とは若干異なります。Object Browser上のAsteをクリックし、その下の「~.comm」を右クリックし、出てくるメニューから「Run Eficas」をクリックします。これでEficasが起動たので、解説通りに変更していきました。ただし、例題解説ではWizardと同じ面荷重にしていましたが、それでは変更されたかどうか分かりにくいため、私はあえてZ方向の面荷重に変えています。

編集後は、フロッピーのアイコンで設定を上書きし、メニューのFichier -> Quitterで終了します(解説にある、メッセージなどは出てきませんでした。単に終了するだけで良いみたいです)。

しかし、このEficasですが、メニューがフランス語でとても分かりにくいです。選択する各オプションについても同様です。英語化されていればまだ類推の余地があるのですが・・・。

Eficasによるcommの変更後、Object BrowserのAsterの下の「linear-static」を右クリックし、「Run」を押して再計算させると、結果が上書きされ、変更した荷重での結果が得られました。

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なお、ここで先に前回の結果をクリアしておきたかったのですが、Object BrowserのPost-Proの下のlinear-static.rmedを右クリックしてもDeleteが出てきませんでした。結果を解析ケースごと根こそぎ消す方法が不明です。

さて、その次の線上の荷重、点上の荷重、点の変位についても問題なくEficasを用いて実施できました。変位のベクトル成分の確認方法ですが、メニューから「View」-「Window」-「Selection」となります。

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最後に、この例題を四面体二次要素でかなり細かくメッシュ分割してみました(要素数:14336、節点数:39660)。それで再計算すると、最大変位は0.083mmとなりました。1次要素の粗いメッシュの場合とかなり違います。四面体一次要素を用いる場合は、メッシュの妥当性を確認しておく必要があります。

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