T202 CalculiXのビーム要素　メモ

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CalculiXのビーム要素について整理しています。

断面形状

ビーム要素は、断面形状および方向を指定する必要があります。
確認中。。。

矩形

■断面10mm×20ｍｍ方向ベクトル0,1,0の場合

*BEAM SECTION, ELSET=elset, MATERIAL=SolidMaterial, SECTION=RECT
 10 , 20 
 0.0, 1.0, 0

■断面10mm×20ｍｍ方向ベクトル0,0,1の場合

*BEAM SECTION, ELSET=elset, MATERIAL=SolidMaterial, SECTION=RECT
 10 , 20 
 0.0, 0.0, 1.0

■断面10mm×20ｍｍ方向ベクトル1,0,0の場合
は、要素の軸方向ががX軸上になるため、解析実行時にエラーとなります。

円形

*BEAM SECTION, ELSET=M0B0RstdD0, MATERIAL=SolidMaterial, SECTION=CIRC
 5

BOX

*BEAM SECTION, ELSET=EALL, MATERIAL=SolidMaterial, SECTION=box
 10 , 10 ,1,1,1,1
 0.0, 1.0, 0.0

PIPE

*BEAM SECTION,ELSET=EALL,MATERIAL=SolidMaterial,SECTION=PIPE
 10,1
 0,1,0

GENERAL

*ELEMENT, TYPE=U1, ELSET=Eall

*USER ELEMENT,TYPE=U1,NODES=2,INTEGRATION POINTS=2,MAXDOF=6

*BEAM SECTION,ELSET=Eall,MATERIAL=EL,SECTION=GENERAL
 100,833,0,833,1
 0.,1.,0.

cross section area A
moment of inertia I11
moment of inertia I12
moment of inertia I22
Timoshenko shear coefficient k（目安：矩形0.833 円形0.857 パイプ0.5）

中間節点を持つビーム要素

　・ビーム要素として中間節点のあるものとないものがあります。曲げを評価する場合には、中間節点のあるものを採用します。

参考：T202_1 ビーム要素の確認

節点力の出力

・要素はRのものを使用して、節点力を出力させます。

節点力から、応力の算出について

・CalcuiXの要素出力*EL FILEカードにSECTION FORCESをつけると出力が 応力から節点荷重へとかわります。 出力はせん断2方向、軸力、曲げ2方向、ねじりの6種類になります。 結果を取り出して、断面特性からミーゼス応力に変換します。

*EL FILE,SECTION FORCES

形状出力について（3D形状）

・ビーム要素とシェル要素については、出力時設定で3D指定（OUTPUT=3d）が行えます。その場合には１次元、２次元要素が３次元に拡張されて出力されます。ただこの場合、SECTION FORCEで出力できなくなります。考えている形状で定義できているか確認できます。

*NODE FILE,OUTPUT=3D

ビーム要素の結果について

・ビーム要素とシェル要素については、計算時に六面体要素に置き換えられて計算されます。静解析の結果は節点番号はインプット時点のものが出力されますが、動解析等では、内部的に置き換えられた後の六面体での節点情報として出力されます。

ビーム要素の確認

T202_1 ビーム要素の確認

ビーム要素のB31RとB32Rの引張と曲げについて確認しています。

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