解析作業R

B030 缶圧縮

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impactにて、アルミ缶(ぽいもの)をつぶしてみました。
前段の作業としては以下になります。
A111 片持ち梁 引張
T310 サンプル 円管 impact

基準テストモデル 検討開始用

まずは、結果が返ってくる計算可能なモデルを作成します。

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 FreeCAD 0.20  
プリプロセッシング
impact  
ソルバー impact  
ポストプロセッシング impact  

モデル

can model

部材の厚さは一律 0.1mmとしています。(実際のアルミ缶は部位によって異なるようです)
潰すプレート治具は1.0mmにします。

物性値

アルミ材の名称とは異なる架空の値にしています。

材質項目設定
Alm2024T3Young's modulus73000 MPa
Poisson's ratio0.33
Density2.77e-9 →2.77e-3 ton/mm3
Yield stress210 MPa
(Failure stress)485 MPa(Not used)

解析のモデルは、時間短縮のため、マススケールを用いてかなり重くしています。(10e+6倍)また、破断の定義は外しています。

プレートは接触要素とします。(Contact_Triangle)

境界条件

下端部:全拘束

プレート:移動制御

 

1秒で50mm移動します。(Z軸下方)

出力

解析時間0~1秒の間、0.05おきに出力

print every 0.05 step

結果

つぶし荷重(N)

最大のつぶし荷重 839 N
80kg程度でつぶれています。質量・塑性条件が仮定のためや、実際は、偏心していたり、また、部材の厚さが部位ごとで異なっていたりとかなり違いが予想されます。破断の定義がありませんので、後半の挙動は異なると考えられます。
 課題として、出力ステップが0.05ですので、その間にピークがくることが予想されます。
 ひとまずの結果となります。つぶし始めて少し経過するとピークになるようなので、0.3秒程度まで計算しておけば、最大荷重が得られそうです。

作業

CADモデル & メッシュ

参考T131 モデリング

要素サイズは動画より細かくしています。一次要素にしておきます。

サンプルファイルB030_Can.unvB030_plate.unv

impactモデル

注記:
ロッド要素が含まれるので、削除します。

変更部

print every 0.05 step

MATERIALS OF TYPE ElastoPlastic
Aluminum2024T3 E = 73000.0 NU = 0.330000 RHO = 0.000277 YIELD_STRESS = 210 EP = 0.1

CONSTRAINTS OF TYPE Boundary_Condition
Fixed0 VX = 0 VY = 0  VZ = [0,-50,1,-50]

trackers of type nodeforce
1 nodes = [9204,9205,9206,9207] direction = z- filename = C:\_arbi_\nodebase_neg_tria.trk
2 nodes = [9204,9205,9206,9207] direction = z+ filename = C:\_arbi_\nodebase_pos_tria.trk

サンプルファイルB030_impact.in

課題

ひとまずの計算ですので、検証モデルを作成して確認する必要があります。

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