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2012年7月18日 (水)

節点反力を集約する方法

材料引っ張り試験の模擬などを行う際は、拘束した節点の反力を集約することが必要になるのですが、その方法がなかなか分からずにいました。

しかし、公式フォーラムを検索していると、下記のやり取りを参考にすれば出来そうと言うことが分かりましたので、試してみました。

http://www.code-aster.org/forum2/viewtopic.php?id=14243

試してみたのは、以前実施したゴム材料の引っ張り試験です(下記リンク)。
http://salome-meca.cocolog-nifty.com/blog/2012/04/post-51b0.html

このときは、本当は変位制御式で反力を出力したかったのですが、反力の集約方法が分からず、やむをえず荷重制御式にしていました。

このときの条件ですが、下図のとおり、ゴム板の一方の切断面であるfixXのX変位を拘束し、反対側のloadP点に2[N]の荷重をかけていきました(fixY,fixZはそれぞれ対称面なので、これらも面内に拘束です)。
loadP点は、load面とX変位を連結しています。

Reac041

このとき、fixX面に属する節点の反力を集約すれば、loadP点の荷重と一致するはずです。それを試してみました。

ソフトウェアは、DEXCS2011-Salome-A3(64)(SALOME6.3 + Code_Aster STA10.5)の利用です。

基本的には、こちらのモデルを流用しています。
まずMeshなのですが、集約する節点を名前で区別するため、節点グループに「fixX」を追加しました。それでもう一度メッシュファイルを書き出しました。

Reac042

次にcommファイルをEficasで編集しました。
反力を出力するため「POST_RELEVE_T」と「IMPR_TABLE」を下図の通り追加しました。

Reac043

POST_RELEVE_TのRESULTANTEは、今回必要な「DX」のみとしていますが、必要に応じて「DY」や「DZ」も指定できるようです。

また、集約する対象の節点は、GROUP_NOに設定します。SALOMEのMeshで名前を付けた節点グループ名です。

このPOST_RELEVE_Tには「reacF」という名前を付けましたが、これをIMPR_TABLEにて、TABLEで指定します。

なお、この2つの詳細については、下記のマニュアルが参考になると思いますが、私もまだちゃんと読んでいませんので、今回の方法以外にもっと効率の良い設定があるかもしれません。

POST_RELEVE_T:u4.81.21.pdf
http://www.code-aster.org/V2/doc/v10/en/man_u/u4/u4.81.21.pdf

IMPR_TABLE:u4.91.03.pdf
http://www.code-aster.org/V2/doc/v10/en/man_u/u4/u4.91.03.pdf

さて、反力の集約に関する部分については以上なのですが、その他にも下記の部分を変更しています。

●計算時間短縮のため、荷重を与えるステップ分割数を、50から20に減らしました。
(DEFI_LIST_REELのNOMBRE)

●収束性向上のため、「STAT_NON_LINE」の「b_meth_newton」-「NEWTON」に、「REAC_ITER = 1」を追加しました。
これの詳細に関しては、こちらの記事を参照ください。

●得られる反力の精度を上げるため、収束許容値を厳しくしました。
「STAT_NON_LINE」の「CONVERGENCE」で「REGI_GLOB_RELA」の値を0.000001にしました。
この値が0.1や0.01など緩めの値だと、荷重と反力に若干のズレが生じます。
それはそれで正常な動作なので別に構わないのですが、今回は関しては誤差があると気持ち悪いので厳しくしています。まあ、気分の問題です。

以上の設定にて計算を実行しました。

その結果、「reac04.resu」ファイル(resuファイル)に下記のように出力されました。

Reac044

荷重はX方向に2.0 [N]を20分割して与えていますが、反力はX方向マイナス側に同じ値が出力されています。これをエクセルに取り込めば、fixXの反力値として使えそうです。

これで、変位制御式の引っ張り試験も模擬できるようになりそうです。機会があれば、また変制御式での反力についても試してみたいと思います。

今回のメッシュファイル(mmed)と、commファイルは、下記です。

reac04.zip

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