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16.0 シェルの解析-基本

Last updated at Posted at 2022-02-02

トップページはこちらです。
1.0、2.0、4.0の記事の読了を前提として、操作についての記載を省略している場合があります。

解析内容

使用ファイル
shell_1.stp
単位
mm-ton
材料物性値:Top
Steel  (注1)
縦弾性係数:E=210000 [MPa]
ポアソン比:ν=0.3

荷重状態
 load(面): p = 1e-6 [MPa] 青色
 fix(エッジ); Dx = Dy = Dz = 0 [mm] 緑色

形状
 2000×2000×1 [mm]
Fig16_00_01.PNG

  • (注1)
  • この値は元の例題での値です。ここでは PrePoMax の Material Library に登録済の近い値の材料を使います。

形状の読込

PrePoMaxの新規起動または新規作業開始をしてください。
unit system:mm,ton,s,℃ に設定してください。

元の例題の記載では、単位系が m-kg-Pa になっています。しかし、Stepファイルの単位はmmでした。

shell_1.stpをインポートしてください。
オブジェクト・ブラウザのGeometryタブのツリーにShell_part-1が作成され、グラフィック・パネルには部品が表示されます。
Shell_part-1は2枚の面から構成されています。

メッシュ作成

メッシュの種類を、デフォルトの2次要素から線形要素に変更します。
 GeometryタブのツリーのSolid_part-1の右クリックメニューの Meshinng Parameters。
 メニューバーの場合はMesh → Meshinng Parameters。

 Mesh type
 Second order = No
 Quad-dominated mesh = No(デフォルトのまま)

Shell_part-1にCreate Meshを実行してメッシュを生成してください。

材料物性値の設定

Material Library から材料 Steel:S185 を呼び出してください。

 FE ModelタブのツリーのMaterialsの右クリックメニューのMaterial Library。
 メニューバーの場合はProperty→Material library。

 ツリーのMaterialsの下に S185 が表示されます。

セクションの設定をしてください。

 FE ModelタブのツリーのSectionsの右クリックメニューのCreate。
 メニューバーの場合はProperty→Section→Create。

 Type = Shell section
 Properties
 Name = Shell_selection-1 (デフォルトのまま)
 Material = S185
 Thickness = 1 [mm]
 Offset 0
 Region type = Part name
 Part = Shell_part-1

 「OK」を左クリック

ツリーのSectionsの下に Shell_selection-1 が表示されます。

面の命名

境界条件を設定する面の数は1つだけのため、あとのStep/BCsのときに設定することにして、ここでの作業を不要とします。

解析設定

解析ステップを新規作成してください。

 FE ModelタブのツリーのStepsの右クリックメニューのCreate。
 メニューバーの場合はStep→Step→Createです。

 Type = Static step
 Data
 Name = Step-1 (デフォルトのまま)
 Solver = Default (デフォルトのまま)
 Nlgeom = Off  (注2)
 Incrementation = Default (デフォルトのまま)

  • (注2)
  • 板厚に比べて変形量が大きいときは On にする必要があります。今回は、Off で良いです。

固定するエッジ(2本)を設定してください。

 FE ModelタブのツリーのStep-1/BCsの右クリックメニューのCreate。
 メニューバーの場合はStep→BC→Createです。

 Type = Fixed
 Properties
 Name = Fixed-1 (デフォルトのまま)
 Region type = Selection (デフォルトのまま)

圧力の面を設定してください。

 FE ModelタブのツリーのStep-1/Loadsの右クリックメニューのCreate。
 メニューバーの場合はStep→Load→Createです。

 Type = Pressure
 Name = Pressure-1 (デフォルトのまま)
 Region type = Selection (デフォルトのまま)
 Magunitude = 1e-6 [MPa]
 Color = Royal Blue (デフォルトのまま)

≪ファイル保存≫
いったんファイルを保存してください。名前は任意ですが、ここでは16_00フォルダーの16_00.pmxファイルとしました。

ソルバー計算

ソルバー計算を実施してください。

表示例を示します。
Fig16_00_02.PNG

2次要素での計算

ここでは、モデルを修正して2次要素での計算を行います。必要ならばファイルを保存したり、コピーを保存するなどの対応をしてください。

メッシュの種類を2次要素に戻してください。
 GeometryタブのツリーのSolid_part-1の右クリックメニューの Meshinng Parameters。
 メニューバーの場合はMesh → Meshinng Parameters。

 Mesh type
 Second order = Yes
 Midside nodes on geometry =No(デフォルトのまま)
 Quad-dominated mesh = No(デフォルトのまま)

Shell_part-1にCreate Meshを実行してメッシュを生成してください。

ソルバー計算を実施してください。

表示例を示します。
Fig16_00_03.PNG

通説通り、線形三角形要素は“硬い”という結果になっています。

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