T214 接続検討

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CalculiXの要素接続について確認しています。

ビーム間接続

サンプルデータ：R010 素材集 >ID[ T214_connect3_Sketch ]（検索）

接続要素：ビーム要素

接続要素はビーム要素としたものです。

■モデル条件

物性値（steel相当）

*MATERIAL, NAME=MaterialSolid
*ELASTIC
210000,0.3

断面特性：矩形10x10mm（すべて同じ）

** Sections
*BEAM SECTION, ELSET=M0B0RstdD0, MATERIAL=MaterialSolid, SECTION=RECT
10,10
-1.06581410364E-16, 1, 0
*BEAM SECTION, ELSET=M0B0RstdD1, MATERIAL=MaterialSolid, SECTION=RECT
10,10
1.06581410364E-16, 1, 0
*BEAM SECTION, ELSET=M0B0RstdD2, MATERIAL=MaterialSolid, SECTION=RECT
10,10
-5.629499534213E+16, 1, 0
*BEAM SECTION, ELSET=M0B0RstdD3, MATERIAL=MaterialSolid, SECTION=RECT
10,10
5.629499534213E+16, 1, 0
*BEAM SECTION, ELSET=M0B0RstdD4, MATERIAL=MaterialSolid, SECTION=RECT
10,10
-5.629499534213E+15, 1, 0

荷重条件（中央に下向き2000N）

*CLOAD
** ConstraintForce
** node load on shape: Sketch001:Vertex1
4,3,-2.0000000000000E+03

拘束条件
１－６自由度を拘束

■解析結果

解析結果

項目	値
変位	31.024 µm
応力（ミーゼス）	78.885 MPa

変位は中心部の下方が最大になります。
応力は本来、荷重から断面特性で変換しますが、3D出力したものを直接計測しました。
位置は固定端になります。

両持ち梁相当と考えて、一方に1000Nかかるとすると、
変位：0.02976mm、 応力：75Mpa　程度になります。（参考：K053 両持ち梁（固着））

正常に伝達されているようです。ひとまず、剛性を上げたビームを接続要素として用いれそうです。
自由度をリリースできる感じではありません。

ソリッド - ビーム

ソリッド要素にビーム要素を連結したものです。
通常だと要素の自由度が異なるので、つなぎ方やモデル化を考える必要があります。
CCXだとビーム要素が計算時にソリッド化されるので、影響がないような結果です。

サンプルファイル：T214_2_nodeElem.inp　（要素節点ファイル）

荷重点　X軸1000N

荷重点のX軸方向に1000Nを負荷した場合です。

2d出力にした場合の結果

frdファイル　stress（ビーム部の荷重値）

 -1       142 2.24628E-01 2.24981E-01 2.50390E+02-1.68114E-03-2.19295E-02 5.88877E-02
 -1       143-2.23495E-01-2.24986E-01 2.50390E+02-1.79490E-03 2.18609E-02-5.88814E-02
 -1       144-2.24628E-01 2.24981E-01 2.50390E+02 1.68114E-03-2.19295E-02-5.88877E-02
 -1       145 2.23495E-01-2.24986E-01 2.50390E+02 1.79490E-03 2.18609E-02 5.88814E-02

おおよそ10MPaとなってます。
1000N/100mm2 = 10 MPa

サンプルファイル：T214_mass1N_3d_4_pull.inp　（要素は上記要素ファイルを参照）

荷重点　Y軸-1000N

荷重点のY軸方向に1000Nを負荷した場合です。

拘束点付近で600MPa程度になります。曲げ応力はおおよそ合ってます。
ビームとの接続箇所は応力が極点に高くなります。
このような部分についての取り扱いには注意が必要です。

サンプルファイル：T214_mass1N_3d_4.inp

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