解析作業

A152 片持ち梁 ばね要素

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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ばね要素でつなぎました。
元となるデータは例題Eになります。接触体を剛体にしています。

参照:A150 例題E 片持ち梁の解析(接触 剛体)
   T211 ばね定数確認

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: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: 下記テキスト編集

結果

片持ち梁 ばね要素 接続
ばね要素接続

ソリッド要素+剛体+SPRING接続
項目
たわみ量 7.22 mm
応力 ---MPa

CGXの表示をそのまま転記しています。応力については、ばねの固定部に集中しているので、とくに評価していません。
変形図では、GAP要素の時とは異なり、固定されているため湾曲気味なのが見て取れます。

作業 テキスト編集

ばね要素による接続(数字は節点番号)

作業はA150のGAP要素を使ったモデルから修正しています。要素の指定が異なるだけなので、簡単に作成できます。

節点確認参考:T103 FreeCAD tips FEM

差分表示
左 (A150のGAP接続)beam_gap2.inp
右 修正後(SPRING接続追加)

変更部1 SPRING要素の追加、構文[要素番号, 節点番号1, 節点番号2]

ばね要素の定義
*ELEMENT,TYPE=SPRINGA,ELSET=SPR1
1001,58,3 
1002,39,1 
1003,13,4 
1004,15,2

変更部2 ばね剛性定義

ばね要素変更箇所
ばね剛性の定義
*SPRING,ELSET=SPR1 
100000.

上記では、ばね剛性が100000(N/mm)となります。

サンプルファイル :beam_spring2.inp

注記

方向の指示等はなく、2点間の結合だけの機能のようです。ですので、軸方向のみの剛性を持つだけになります。場合によっては、剛体要素の代わりで検討できるかもしれません。

X軸方向に移動させた場合、拘束されていない

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