解析作業

A150 例題E 片持ち梁の解析(接触 剛体)

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対象 片持ち梁 ソリッド要素

片持ち梁の解析について他物体を接触させて行いました。
元となるデータは例題Cになります。接触体を剛体にしています。

参照:例題C 片持ち梁の解析(接触 強制変位)

モデル化: FreeCADにてモデル化(一部テキスト編集)

ソルバー :CalculiX(2.16)

ポストプロセッシング:FreeCAD,CalculiX GraphiX

条件: 計算シートの内容に準拠

計算シート

梁断面 10㎜×10㎜ ヤング率 210000MPaとしている。

例題A相当のたわみを想定して、接触体を6.9㎜
(5㎜+1.9mm)移動させています。

作業: 動画キャプチャ

結果

ソリッド要素+剛体
項目
たわみ量 2.21 mm
応力 704.20 MPa

例題Cより、接触体が剛体のため接触位置が根元に近くなり、わずかにたわみ・応力が高くなります。

作業 FreeCAD

例題Cから作業を継続します。接触体を剛体とする前に、接触体を部品として選択できるようにします。ゴムのように柔らかい物性値をつけて解析してみます。
00:00 開始
00:20 右クリックして解析をアクティブにします。
00:25 物性値のアイコンをクリックして新たに追加します。
00:37 密度1000kg/mm^3 ヤング率10MPa ポアソン比0.49を入力します。
01:15 物性値を適用する接触体のジオメトリを登録します。
02:12 接触体が横に膨らんで見えます。
02:45 ここから接触体を剛体にして梁に当てていきます。
02:59 解析入力ファイルをテキストエディターで開きます。
03:23 剛体を制御する節点を追加します。1000は並進用、1001は回転用です。接触体のすこし上に位置しています。
03:40 接触体の強制変位部分を消して、先ほど追加した制御用の節点に置き換えます。
新たにNSETの004を追加しています。
03:58 カード*RIGID BODYを追加して、接触体の要素セットが剛体であることを定義します。
制御用の節点番号の宣言します。
04:17 回転制御部を追加します。上の3つは並進についてですが、そのまま使用します。
04:25 セーブ(Ctrl + s)して解析実行します。
04:45 接触体が膨らまずに直線を保っています。
05:16 Y軸方向の回転拘束(わたみ方向)をコメントアウトして自由にします。
05:40 回転が許容され、梁に沿うようになりました。
05:56 終了
 ※動画にはポップアップウィンドウは表示されていません

差分表示
左 (例題Cから接触体をゴム物性にしたもの) 
右 修正後(剛体接触)

変更部1

変更部2

変更部3

サンプルファイルgomu_mat.inp

サンプルファイルbeam_cont_rigid.inp

注記

作業上、以下の問題のため上記のような手順となっています。

・FreeCADには剛体制御ようの機能がまだない(との理解)。

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