解析作業

A155 軸対称モデル

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対象 円管

円管のフープ応力を求める解析を軸対称モデルで行ってみました。

軸対称モデル
軸対称モデル

参照:A221 フープ応力 (条件を同じようにしています)

モデル化: テキスト編集

ソルバー :CalculiX(2.16)

ポストプロセッシング:CGX

条件: 荷重 円管の内部に圧力荷重:10MPa を付与します。
    拘束 軸方向(Y軸)については、底面を拘束します。
    材質 ヤング率 210000MPa ポアソン比0.3

作業: 下記テキスト編集

結果

フープ応力 軸対称要素
軸対称要素結果 3D表示
軸対称要素 4節点
項目
たわみ量 0.0258 mm
応力(最大) 106 MPa

四面体で行ったA221 フープ応力 より正しく出ているような気がします。

作業 テキスト編集

現状、FreeCAD(0.19)では四角形要素を作成できないようです。また、圧力をラインに作成することもできないようなので、テキストで作成することになります。
実際のモデルの作成では、salome等のメッシャーと条件設定を表計算ソフトで行うといったことになるでしょうか。

** Nodes
*Node, NSET=Nall
1, 50, 0, 0
2, 52.5, 0, 0
3, 52.5, 5, 0
4, 50, 5, 0
5,55,0,0
6,55,5,0


** Face elements
*Element, TYPE=CAX4R, ELSET=Efaces
1, 1,2,3,4
2,2,5,6,3

** Define element set Eall
*ELSET, ELSET=Eall
Efaces

*NSET,NSET=ConstraintDisplacement
1
2
5

*MATERIAL, NAME=MaterialSolid
*ELASTIC
210000, 0.300

*SOLID SECTION,ELSET=Eall,MATERIAL=MaterialSolid
1.57d0

*STEP
*STATIC, SOLVER=SPOOLES

*BOUNDARY
ConstraintDisplacement,2

*DLOAD
1,P4,10.

*NODE FILE, OUTPUT=3d
U
*EL FILE
S, E

*END STEP 

12行目に四角形軸対称要素TYPE=CAX4Rを設定します。
29,30行目にSOLID SECTIONとして設定します。1.57d0(2°)は規定値のようです。
軸対称要素は内部的にはソリッド要素として扱われるようです。
39行目に要素1の辺4に10MPaの圧力を定義します。要素のコネクティビティによって辺の呼びが決まります。
41行目に今回は出力を3dとしています。

参考: T206 要素面のルール

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