A314 接触シェルとシェル

CalculiXにてシェルとシェル接触の確認をしています。

対象　シェルとシェル要素

簡単なモデルを用いて、シェルとシェル要素の接触を確認しました。
接触の対応として、シェルをマスター側、ノードをスレーブにしています。
salomeとParaViewを経由しています。

参照：A140 例題D 片持ち梁の解析(接触　荷重)
　　　A310 例題I 接触面調査

類似：A312 接触固着
　　　 T225 接触摩擦複数
　　　 B020 台車
　　　 A313 接触ビームとシェル

モデル化：　FreeCAD0.20

メッシャー：salome9.7

ソルバー　：CalculiX（2.16)

ポストプロセッシング：Paraview5.10.0

条件 :　

板接触モデル

材質

ヤング率　210000MPa （N/mm²）

ポアソン比 0.3

荷重条件　ビーム上部を下方向へ20N負荷(節点2か所（10Nづつ））

強制変位　ビーム上部を左方向へ1mm移動（X軸マイナス）

摩擦係数　0.2

作業:　下記（上記の参照・類似を確認してもOK）

結果

■変位確認

変位結果　Z方向　i上部の板材が0.5mm持ち上げられています。板厚が考慮されます。

■荷重確認

下部の板材（固定）の反力を出力した結果です。

 forces (fx,fy,fz) for set GROUP_1 and time  0.1000000E+01

         1  1.404480E+00 -2.142858E-01  6.051041E+00
         2  5.955433E-01 -2.142858E-01  3.949193E+00
         3  5.955433E-01  2.142858E-01  3.949193E+00
         4  1.404480E+00  2.142858E-01  6.051041E+00

　　X方向荷重合計 4N　　　　　　　　　　　Z方向荷重合計 20N

作業

ジオメトリ

CAD作業の参考：T131 モデリング、　T131_2 モデリング

サンプルファイル：A314_model.step

メッシュ

サンプルファイル：A314_mesh.unv

inpファイル

unvファイルをinpファイルコンバートします。（参照）

コンバートしたinpファイルに条件を設定して計算用ファイルを作成します。

*node, nset=Nall
1, 0.000000e+000, 1.000000e+001, 0.000000e+000
2, 1.000000e+001, 1.000000e+001, 0.000000e+000
3, 1.000000e+001, 0.000000e+000, 0.000000e+000
4, 0.000000e+000, 0.000000e+000, 0.000000e+000
5, 2.500000e+000, 5.000000e+000, 0.000000e+000
6, 7.500000e+000, 5.000000e+000, 0.000000e+000
7, 7.500000e+000, 5.000000e+000, 5.000000e+000
8, 2.500000e+000, 5.000000e+000, 5.000000e+000
*nset, nset=Group_1
1, 2, 3, 4, 
*nset, nset=Group_2
7, 8, 
*nset, nset=Group_2_4
5, 6, 7, 8, 
*nset, nset=Group_3
5, 6, 
*element, elset=S4R,type=S4R
9, 4, 1, 2, 3, 
10, 8, 5, 6, 7, 

*MATERIAL, NAME=SolidMaterial
*ELASTIC
210000, 0.300

*SHELL SECTION, ELSET=S4R, MATERIAL=SolidMaterial 
1.0 


*BOUNDARY
Group_1,1,3


*BOUNDARY
Group_2_4,2,2


*ELSET,ELSET=Emast
9

*SURFACE,NAME=Smast
Emast,S1

*SURFACE,NAME=Sslav,TYPE=NODE
Group_3

*CONTACT PAIR,INTERACTION=SI1,TYPE=NODE TO SURFACE
Sslav,Smast
*SURFACE INTERACTION,NAME=SI1
*SURFACE BEHAVIOR,PRESSURE-OVERCLOSURE=LINEAR
1000000.0 
*FRICTION
0.2,5000.


*STEP,NLGEOM
*STATIC

*BOUNDARY
Group_2_4,1,1,-1.0

*CLOAD
Group_2,3,-1.0000000000000E+01

*NODE FILE, OUTPUT=3d
 U
 *EL FILE
 S, E
 
 
*NODE PRINT,NSET=Group_1
 RF
 
 
*END STEP

サンプルファイル：A314.inp