A155 軸対称モデル

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。

ベースモデル
軸対象要素確認（CCX Ver2.19）
1. 作業
そのほか

ベースモデル

条件

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

軸対称要素　4節点
項目	値
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

軸対象要素確認（CCX Ver2.19）

マニュアルによると以下の軸対象要素があります。

Axisymmetric elements
– CAX3 (3-node triangular axisymmetric element)
– CAX4 (4-node quadratic axisymmetric element)
– CAX4R (the CAX4 element with reduced integration)
– CAX6 (6-node triangular axisymmetric element)
– CAX8 (8-node quadratic axisymmetric element)
– CAX8R (the CAX8 element with reduced integration)