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2012年8月 4日 (土)

異なる「DEFORMATION」設定の混在

前回の「ゴムと金属の接触・摩擦解析(平面ひずみ)」において、「STAT_NON_LINE」-「COMP_INCR」の「DEFORMATION」の設定を、材料毎に分けて設定しました。ゴムを「GROT_GDEP」、鉄を「PETIT」にしたのですが、同じ解析計算の中で異なる「DEFORMATION」が混在することになります。

これまで使ってきた何種類かの商用ソフトではこのようなことは出来なかったので、それで良いのかどうか、今回、簡単な剛体回転の例題で確かめてみました。

ソフトウェアは、DEXCS2011-Salome-A3(64)(SALOME6.3 + Code_Aster STA10.5)の利用です。
解析モデルは下図のとおりです。

Nl0101


100mm角の正方形Faceを二つ並べ、平面ひずみ解析を行うために四角形2次要素でメッシュを切りました。左側をfaceA、右側をfaceBとしています。
それぞれ、左上の頂点をX,Y共に拘束し、右下の頂点にX方向「-100mm」の強制変位を与えることにしました。これで、時計回りに45度の剛体回転が起こるはずです。

Eficasでの境界条件設定は下図の通りです。

Nl0102


fixA, fixB点をX,Y共に拘束。
dispA,dispB点に、X方向 -100mmの変位を、0~1秒で、20分割で与えます。

STAT_NON_LINEの設定です。

Nl0103


COMP_INCR_1は、faceA(左側)で、DEFORMATIONを「GROT_GDEP」に設定。
COMP_INCR_2は、faceB(右側)で、DEFORMATIONを「PETIT」に設定。

また、この例題は剛体回転で反力が出ないため、収束条件を反力の絶対値としています。

計算結果は下図です。

Nl0104

右側(PETIT)は、回転に伴って正方形が膨らんでいることが分かります。これは微小変位設定で大きな回転をさせたときに起こります。それに対し、右側(GROT_GDEP)はそのようなことはなく、元の形状のままで剛体回転しています(コンターは変位量にしているので色が付いていますが、大きさは変わっていないことは分かります)。

これは、その動画です。右側の正方形が回転に伴って膨らんでいます。

このように、同じ計算の中で違うDEFORMATIONを混在させても良さそうです。ちゃんと確認するには、それぞれの応力やひずみの値を検証する必要がありますが、それはかなり手間がかかりますので、またの機会にしたいと思います。

それ以前に、計算オプションや出力オプションによって、どのような種類の応力やひずみが出力されるのか、把握する必要がありそうです。

PETITはもちろん工学ひずみと公称応力だと思いますが、あとはオプションや材料の組み合わせで、「グリーン・ラグランジュひずみ&第2ピオラ・キルヒホッフ応力」になるか、「対数ひずみ&コーシー応力」になるかが違ってくるのではと思います。

今回のメッシュファイル(mmed)とcommファイルは下記です。
nl01.zip

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