簡単解析レシピ(2) 平板の応力集中 1.課題...
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簡単解析レシピ(2) 平板の応力集中
1.課題 平板の応力集中の解析を行います 材料力学の結果と比較しましょう
2.作業手順 ①円孔の有る平板のCADデータを読み込みます ②メッシュを作成します ③解析条件(荷重、拘束条件)を設定します ④材料を指定します ⑤TSソルバーで解析を実行します ⑥解析結果を出力します
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3.Jupiter Designerの立ち上げ
をクリックすると下の画面が立ち上がります
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4.対称条件設定によるモデル化
F F
Y
X
X方向拘束
Y方向拘束
Y
Z
厚さ t
Z方向拘束
厚さ t
厚さ t/2
F/4 対称条件拘束
下図の場合、結果の対称性を考慮すると1/8モデルで解析が出来ます
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5.基本形状データの読み込み
②Cadデータライブラリから R10孔&50X100Xt2.5板.jpdb を選択します
①ファイルを開くを選択します ③孔付き平板のCADデータがLoadされます
50
100
R10 t2.5
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6.Meshを作成します
①モデルを分かりやすい 向きに表示しましょう
②メッシュを作成します デザイナー/メッシングをクリックします その後プルダウンメニュから ソリッドメッシュTETを選択します
ソリッドメッシュTET ソリッドメッシュHEX シェルメッシュ リメッシュ
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③メッシュサイズを指定してメッシュを作成します デフォルトの5mmでメッシュを作成して見ましょう 平板をピックしてOKを押すとメッシュ作成が開始されます
(ⅲ)メッシュサイズ (ⅱ)平板をピック
(ⅰ)クリックすると選択リスト が表示されます
(ⅳ)OKでメッシュが 作成されます
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7.拘束条件を設定します
①拘束条件を設定します 各断面を対称条件拘束しましょう
デザイナー/拘束 をクリックします その後プルダウンメニュから 対称拘束 を選択します
固定 対称拘束
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②拘束する面を選び、X,Y,Z方向を拘束を指定します OKを押すと対称条件拘束が設定されます
(ⅰ)拘束面3面を選択
(ⅱ)OKで拘束の表示
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8.荷重条件を設定します
①荷重条件を設定します 平板の端面荷重を設定しましょう
デザイナー/荷重 をクリックします その後プルダウンメニュから 荷重 を選択します
荷重 モーメント 圧力 圧力(静水圧) 圧力(2節点) 強制変位 遠心力 遠心力(座標系) 重力 温度荷重 初期温度
F
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②荷重負荷面を選び、X方向に10000Nを負荷して見ましょう 荷重は選択した面に分配して負荷します(合計10000N) OKを押すと荷重条件が設定されます
(ⅱ)X方向に-1000N
(ⅰ)荷重面を選択
(ⅳ)OKで荷重が 表示されます
(ⅲ)選択した合計で分配 を選択
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9.材料を設定します
①材料を設定します ライブラリからStructure Steelを指定しましょう
デザイナー/材料 をクリックします
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(ⅰ)ライブラリからStructuralSteelをクリックし ユーザーデータベースにドラッグします
(ⅱ)パーツを選択
(ⅳ)okを押すと材料が定義されます
(ⅲ)ユーザーデータベースのStructuralSteelを選択します
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10.データ完了確認
入力したデータは画面左のパネルで数値等が確認出来ます
例:Force1をクリックすると プロパティ欄に荷重値が 表示されます 画面のモデル上に 荷重条件が表示されます
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11.解析実行
線形静解析(sol101) 固有値解析(sol103) 線形座屈解析(sol105) 定常熱伝導解析(sol153) 非定常熱伝導解析(sol159)
① デザイナー/計算 をピックします その後プルダウンメニュから 線形静解析(sol101)を選択します
② 計算/線形解析パネルが開きます OKを押すと計算がスタートします
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③ソルバーランチャーが表示されます ステータスが100%になったら解析完了で アクション欄に『終了しました』と表示されます
④終了すると自動的に Post画面が立ち上がります
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12.Postの立ち上げ(自動)
解析が終了すると下のPost画面が立ち上がります
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①モデルの向きを調節します
13.解析結果の出力
②メッシュを表示したい時は下の メニュをクリックします
③出力項目は アッセンブルパネルに表示されます
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④変位を出力してみましょう 変位/並進方向をダブルクリックします 最大変位は0.042mmです
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⑤主応力を出力してみましょう 応力(節点)/ソリッド最大主応力 をダブルクリックします
最大主応力は234MPaです
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主応力のベクトル表示をしましょう 結果表示をピックします プルダウンメニュから ベクトル表示をクリックします
主応力がベクトルで表示されます
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⑥ミーゼス応力を出力してみましょう 応力(節点)/ソリッドミーゼス応力 をダブルクリックします
最大ミーゼス応力は225MPaです
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14.材料力学との比較
σmax=α×σn
σn= P/(w-2a)h
200
100
D20
P P t=5mm P=40000N
σn=40000/(80×5)=100 α=2.51 σmax=251MPa
① 材料力学で計算します
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②材料力学とFEMの結果を比較します
課題: メッシュサイズを変えたら どうなるでしょうか?
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