解析作業R

B020 台車

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床面に置いた構造を想定したモデルになります。
運動や反力等を計測します。

参照:A311 接触摩擦A313 接触 ビームとシェル

使用ツール

項目 使用ツール 備考
モデル化 FreeCAD 0.20
メッシャー salome 9.7
プリプロセッシング
CCX Launcher、テキスト編集
ソルバー CalculiX 2.16
ポストプロセッシング ParaView 5.9.0 、他

モデル条件

形状

bogie ビーム断面は1x1

物性値

材質 項目 設定
ヤング率 210000 MPa
ポアソン比 0.3

境界条件

項目 設定
境界条件
拘束 floor 4箇所 X,Y,Z
強制変位 X方向   1mm
荷重 Z方向 -10N
摩擦係数 0.2

結果

X方向変位

作業 ジオメトリ

A313 接触 ビームとシェル を4つ組付けたようなモデルです。

参考T131 モデリング

ジオメトリ

作業 メッシング

参考:T405 メッシュ作成 例

メッシュ作成

メッシュはビームのグループとシェルのグループで作成します。
ぞれぞれunvファイルで出力して、CalculiX Launcherでinp変換します。
この時、節点についてはひとまとめに出力したいため、Compound_Meshとしてシェルファイルは処理します。

サンプルファイルB020_Mesh_1_beam.unv
         B020_Compound_Mesh_1_shell.unv

CalculiX Launcherでinp変換

参考:メッシュ変換

サンプルファイルB020_Mesh_1_beam_OUT.inp
         B020_Compound_Mesh_1_shell_OUT.inp

Compoundファイルの方には節点がすべて記載されているので、
beamの要素だけを取り出して一緒にします。
場合によっては、要素番号が重複するかもしれないので、
重複しないようにします。(このモデルでは大丈夫のようです)

*node, nset=Nall
1, -3.500000e+002, -2.500000e+002, 0.000000e+000
2, -3.500000e+002, -2.500000e+002, 5.000000e+001
3, 3.500000e+002, -2.500000e+002, 0.000000e+000
4, 3.500000e+002, -2.500000e+002, 5.000000e+001
5, 3.500000e+002, 2.500000e+002, 0.000000e+000
6, 3.500000e+002, 2.500000e+002, 5.000000e+001
7, -3.500000e+002, 2.500000e+002, 0.000000e+000
8, -3.500000e+002, 2.500000e+002, 5.000000e+001
9, 0.000000e+000, 2.500000e+002, 5.000000e+001
10, 3.500000e+002, 0.000000e+000, 5.000000e+001
11, 0.000000e+000, 0.000000e+000, 5.000000e+001
12, 0.000000e+000, -2.500000e+002, 5.000000e+001
13, -3.500000e+002, 0.000000e+000, 5.000000e+001
14, -1.000000e+003, -5.000000e+002, 0.000000e+000
15, 1.000000e+003, -5.000000e+002, 0.000000e+000
16, 1.000000e+003, 5.000000e+002, 0.000000e+000
17, -1.000000e+003, 5.000000e+002, 0.000000e+000
*element, elset=S4R,type=S4R
21, 11, 9, 6, 10, 
22, 11, 12, 2, 13, 
23, 9, 11, 13, 8, 
24, 4, 12, 11, 10, 
25, 16, 15, 14, 17, 

*****ビーム要素を追記する。
*element, elset=B31,type=B31
1, 1, 2, 
2, 3, 4, 
3, 5, 6, 
4, 7, 8, 

作業 解析ファイル

必要な設定を追記してモデルにします。
A313 接触 ビームとシェル とほぼ同じです。(出力等変更)

サンプルファイルB020_bogie_base.inp

*node, nset=Nall
1, -3.500000e+002, -2.500000e+002, 0.500000e+000
2, -3.500000e+002, -2.500000e+002, 5.000000e+001
3, 3.500000e+002, -2.500000e+002, 0.500000e+000
4, 3.500000e+002, -2.500000e+002, 5.000000e+001
5, 3.500000e+002, 2.500000e+002, 0.500000e+000
6, 3.500000e+002, 2.500000e+002, 5.000000e+001
7, -3.500000e+002, 2.500000e+002, 0.500000e+000
8, -3.500000e+002, 2.500000e+002, 5.000000e+001
9, -1.000000e+003, -5.000000e+002, 0.000000e+000
10, 1.000000e+003, -5.000000e+002, 0.000000e+000
11, 1.000000e+003, 5.000000e+002, 0.000000e+000
12, -1.000000e+003, 5.000000e+002, 0.000000e+000
13, 0.000000e+000, -2.500000e+002, 5.000000e+001
14, 0.000000e+000, 0.000000e+000, 5.000000e+001
15, -3.500000e+002, 0.000000e+000, 5.000000e+001
16, 0.000000e+000, 2.500000e+002, 5.000000e+001
17, 3.500000e+002, 0.000000e+000, 5.000000e+001
*element, elset=S4R,type=S4R
21, 11, 10, 9, 12, 
22, 14, 13, 2, 15, 
23, 16, 14, 15, 8, 
24, 14, 16, 6, 17, 
25, 4, 13, 14, 17, 

*element, elset=B31,type=B31
1, 1, 2, 
2, 3, 4, 
3, 5, 6, 
4, 7, 8, 


*MATERIAL, NAME=SolidMaterial
*ELASTIC
210000, 0.300


*BEAM SECTION, ELSET=B31, MATERIAL=SolidMaterial, SECTION=RECT
 1 , 1 
 0.0, 1.0, 0

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

*NSET,NSET=Nfix 
9,
10,
11,
12,

*BOUNDARY
Nfix,1,3

*NSET,NSET=Nfix2 
14

*BOUNDARY
Nfix2,2,2

*ELSET,ELSET=Emast
21

*NSET,NSET=Nslav
1
3
5
7

*SURFACE,NAME=Smast
Emast,S1
*SURFACE,NAME=Sslav,TYPE=NODE
Nslav
*CONTACT PAIR,INTERACTION=SI1,TYPE=NODE TO SURFACE
Sslav,Smast
*SURFACE INTERACTION,NAME=SI1
*SURFACE BEHAVIOR,PRESSURE-OVERCLOSURE=LINEAR
1000000.0 
**摩擦係数の設定
*FRICTION
0.2,5000.

*STEP,NLGEOM
*STATIC

*CLOAD
Nfix2,3,-1.0000000000000E+01

*BOUNDARY
Nfix2,1,1,1.0

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


*NODE PRINT,NSET=Nslav, TOTALS=ONLY
 RF
 
 
*END STEP 

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