A153 片持ち梁平面ひずみ要素

対象　片持ち梁　平面要素

片持ち梁の解析について平面ひずみ要素を用いてみました。
平面ひずみ要素は平面内しか変形しないことを前提とします。
平面（断面）の法線方向に長いもの（固い）が対象となります。
元となるデータは例題Aになりますが、ジオメトリから作成する必要があります。

モデル化：　FreeCAD（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,CGX

条件:　計算シートの内容に準拠

梁断面　10㎜×10㎜　ヤング率　210000MPaとします。

左端固定,　右端：下向きに1000N（要素の厚み方向10mm)

作業:　下記テキスト編集

結果

ちょっと固くでてます。8節点（四角形）等の方がいいかもしれません。

作業　FreeCADモデリング　テキスト編集

平面ひずみ要素はCalculiXの場合、XY平面上におく必要があります。（Z軸は０でいいと思います）
（だいたいのソルバーもそうだと思います）

上記のように境界条件を設定します。方法はA110のシェル要素と同じ要領です。
二次要素を作成して三角形6節点とします。
拘束・荷重は線分単位で設定して、詳細な修正はテキストエディターで行います。

テキストの修正箇所は以下のようになります。
左はFreeCAD上のテキスト、右は変更後になります。

■要素タイプ

要素タイプを　CPE6　とします。

*Element, TYPE=CPE6, ELSET=Efaces

■拘束自由度の修正

境界条件用の節点・要素のセット名は適宜あわせていきます。

固定条件ですが、ＸＹ方向のみでよいので、完全固定で設定した場合は、他の自由度についてコメントアウトしておきます。（あっても問題ないかも）

** ConstraintFixed
*BOUNDARY
ConstraintFixed,1
ConstraintFixed,2
**ConstraintFixed,3
**ConstraintFixed,4
**ConstraintFixed,5
**ConstraintFixed,6

■sectionの変更

*SHELL SECTIONを*SOLID SECTIONに変更します。

*SOLID SECTION,ELSET=Eall,MATERIAL=MaterialSolid
10

10は板厚になります。1にした場合は負荷荷重を単位荷重に直す必要があります。
この意味でいうと、板要素を使用していることと違いはありません。

■荷重の修正

荷重を一節点に付け直します。Ｙ方向下向きに1000Nとします。

1,2,-1.0E+03

サンプルファイル： face_strain3_2D.inp