<円筒の座屈解析について>

# 2004年2月11日 # No.6617 # しの #
はじめまして、しのと申します。
陰解法(MARC等)ソルバーでは初期不整を与えないと座屈してくれないのに対し、
陽解法(DYTRAN等)ソルバーでは初期不整を与えなくても非軸対象な座屈
が得られるのは何故なのでしょうか?
ご教授ください。宜しくお願い致します。



# 2004年2月11日 # No.6619 # ハッピー #
> 陰解法(MARC等)ソルバーでは初期不整を与えないと座屈してくれないのに対し、
> 陽解法(DYTRAN等)ソルバーでは初期不整を与えなくても非軸対象な座屈
> が得られるのは何故なのでしょうか?
by しのさん

「陰解法ソルバーでは初期不整を与えないと座屈してくれない」理由を
まず考えられたら良いと思うんですが。
その次が「陰解法と陽解法の違い」ですが、これは何度か掲示板で出ましたね。
#陰解法は弾塑性解析をトライされたんですよね?



# 2004年2月12日 # No.6620 # しの #
ハッピーさん、レスありがとうございます。
陰解法では弾塑性解析で試みています。
陰解法ソルバーで初期不整を与えないと座屈してくれない理由
についてですが、

「陰解法で解析を進めていくと座屈荷重に近づくに連れて複数の
固有モードが表れるが、どのモードに進めばよいのかわからずに、
解析が進まなくなってしまう。
そのため、実際に求めたい固有モードを初期不整として与えなくては
ならない。」

陰解法と陽解法の違いについては、

「陰解法では収束計算をきっちり行って変位を求めて解析を進めて
いくのに対し、陽解法では時間増分はクーラン条件によって決めて、
収束計算は行わずに変位を求めて解析を進めていく。
陽解法の方が大雑把なイメージ」

と、自分の中では理解しています。
大雑把ゆえに初期不整がなくても複数の固有モードに迷うことも
なく座屈してくれるのかな?などと考えていたのですが、
この考えに自信が持てずに質問させてもらった次第です。

宜しくお願い致します。



# 2004年2月12日 # No.6626 # ハッピー #
> 「陰解法で解析を進めていくと座屈荷重に近づくに連れて複数の
> 固有モードが表れるが、どのモードに進めばよいのかわからずに、
> 解析が進まなくなってしまう。
by しのさん

陰解法は迷わず突き進みますよ。
(座屈モード候補が現れるようなプログラミングは難しいと思います)
よって弾塑性解析では解析は止まることなく、対称形を保ったまま塑性域が広がり
変形が進むのではないでしょうか?
変形が大きく進行すると、数値誤差から変形の均一性が僅かに乱れ、これが
トリガー=不整となって座屈に分岐する可能性もあるかも知れません。

> 「陰解法では収束計算をきっちり行って変位を求めて解析を進めて
> いくのに対し、陽解法では時間増分はクーラン条件によって決めて、
> 収束計算は行わずに変位を求めて解析を進めていく。

陽解法ソフトでは片っ端から代入計算で変形を求めていき、
(つまり周方向の対称性を考慮して全体を同時に解くのではない)
数値的な初期不整がそこら中で生じやすいのではないでしょうか。
(この点は自信がありません)



# 2004年2月15日 # No.6641 # MarcUser #
> > 「陰解法では収束計算をきっちり行って変位を求めて解析を進めて
> > いくのに対し、陽解法では時間増分はクーラン条件によって決めて、
> > 収束計算は行わずに変位を求めて解析を進めていく。
>
> 陽解法ソフトでは片っ端から代入計算で変形を求めていき、
> (つまり周方向の対称性を考慮して全体を同時に解くのではない)
> 数値的な初期不整がそこら中で生じやすいのではないでしょうか。
> (この点は自信がありません)
byハッピーさん/しのさん

動的(慣性項を考慮した)解析では荷重が加わった端面から順次
応力波の動きを解いているということになりますので,全体を同
時に解いているのではありません.ハッピーさんのおっしゃると
おりです.

前回の非線形CAE勉強会の講演でも紹介がありましたが,DYNAで棒
を用意して片側に衝撃荷重を加えると,尺取虫のように棒が局部
的に延びたり縮んだりしながら動いていきます.
このような結果は時間増分と同じぐらいの幅で結果を出力しないと
出てきません.同様の計算はMarcの動的陽解法オプションでも出力
することが出来ます.

陽解法が大雑把かどうかは意見の分かれるところですが(※1),
静的陰解法でいうところの「力の釣り合い」は動的陽解法では解い
ていないのです.動的陽解法での力の釣り合いは慣性項の加速度に
静的陰解法的な不釣合い力を分担させることで満足させているので
す.

というわけで動的陽解法では均一に変形が広がるわけではないので,
初期不正がなくともわずかな不均一変形を内在するので,座屈が表
現できるということになるのではないでしょうか?
注意しなければならないのは必要な座屈モードを動的陽解法で制御
して出すことができるかどうか難しい点です.(この辺は詳しくな
いのでどなたかコメントいただければ幸いです.)

動的陽解法の計算結果の応力分布を見るときは,その応力分布は,
その時刻の瞬間の値(分子動力学などではスナップショットとい
う表現を使います)であって,その次の瞬間はかならずしもその
値になっているわけではないことに注意が必要です.


※1:慣性項を考慮しているのだから動的陽解法の方が正確で,慣
性項を無視した静的陰解法の方が大雑把という言い方もあります.
物理屋さんはNewtonの運動法則から,慣性項を入れたがりますし,
機械屋さんは材料力学との相関関係を重視するため,慣性項を抜き
たがります.動的陽解法を使用していながら,計算時間短縮のため
に密度を上げたりする場合がありますが,これが一番怪しい(?)
と思っています.
(以下略)



# 2004年2月15日 # No.6642 # ハッピー #
> というわけで動的陽解法では均一に変形が広がるわけではないので,
> 初期不正がなくともわずかな不均一変形を内在するので,座屈が表
> 現できるということになるのではないでしょうか?
> 注意しなければならないのは必要な座屈モードを動的陽解法で制御
> して出すことができるかどうか難しい点です.(この辺は詳しくな
> いのでどなたかコメントいただければ幸いです.)
by MarcUserさん

初期不整はキッカケなので、初期不整の与え方で座屈形状が大きく変わる
ことはないような気もするのですがどうでしょう。
座屈は殆ど詳しくありませんのでどなたか教えて下さい。

> 動的陽解法の計算結果の応力分布を見るときは,その応力分布は,
> その時刻の瞬間の値(分子動力学などではスナップショットとい
> う表現を使います)であって,その次の瞬間はかならずしもその
> 値になっているわけではないことに注意が必要です.

多分、時間波形を見るとノイズが乗ったノコギリ状なんでしょうね。
コンターは空間的にスムージング(平滑化)するわけですが、動的陽解法
において、各時間ステップのスナップショットを単にコマ撮りにするのでなく
時間方向にスムージングするような手法はあるのでしょうかね。



# 2004年2月16日 # No.6649 # しの #
しのさん、レスありがとうございました。

キーボードにお茶をこぼしてしまい、文字入力できない状態になって
しまい、返答が遅れてしまいました。

陰解法も陽解法も私の勘違いがあったようですね。
なんとなくイメージが付きました。
ありがとうございました。
(編集担当：いなちゅう 2004/12/21)

<薄肉円筒座屈解析>

# 2004年5月25日 # No.6925 # MILANISTA #
はじめまして.
MARCとmentatを使って,薄肉円筒の動座屈を解析しようとしています.
LOADCASEでBUCKLとDYNAMIC TRANSIENTを使って,剛体をぶつけていますが,
どうもうまく回りません.
静的な解析と同じモデルを使っているので,モデルにエラーは無いと思うのですが,
入力データエラーを示すEXIT No13.が出てしまいます.
何か変えなければならない点があるのでしょうか.
どなたか教えていただけませんか.
よろしくお願いします.



# 2004年5月26日 # No.6928 # チャーリー #
こんばんは、

> MARCとmentatを使って,薄肉円筒の動座屈を解析しようとしています.
> LOADCASEでBUCKLとDYNAMIC TRANSIENTを使って,剛体をぶつけていますが,
> どうもうまく回りません.

動的接触解析を行っているのですか?

> 静的な解析と同じモデルを使っているので,モデルにエラーは無いと思うのですが,
> 入力データエラーを示すEXIT No13.が出てしまいます.

私が間違っているのかもしれませんが、
質量密度は与えてますか?

他には、buckleとtrasientは、時間の捕らえ方が全く別物で
解析的には、異なると思っていますが個別に行ってみては、いかがでしょう?
さらに、接触境界が加わるとなると、普通のCAE人でもなにがなんだか
わからなくなってしまう問題のような気がします。



# 2004年5月27日 # No.6930 # ハッピー #
> LOADCASEでBUCKLとDYNAMIC TRANSIENTを使って,剛体をぶつけていますが,
> どうもうまく回りません.
> 静的な解析と同じモデルを使っているので,モデルにエラーは無いと思うのですが,
> 入力データエラーを示すEXIT No13.が出てしまいます.
by MILANISTAさん

No.13は入力データのミスでしたっけ。
チャーリーさん、ご指摘のように「BUCKL」と「DYNAMIC TRANSIENT」は異なる解析手法ですから
同時使用はエラーではねられると思いますよ。



# 2004年5月27日 # No.6933 # Pero #
> > 静的な解析と同じモデルを使っているので,モデルにエラーは無いと思うのですが,
> > 入力データエラーを示すEXIT No13.が出てしまいます.
> by MILANISTAさん
>
.outファイルを開き,”error”で検索すれば,なぜ,Exit.13で止まったか見つかると
思いますよ.
　なお,Mentatを使用されているのであれば,Jobsメニューの中に”Check”コマンド
があるので,.datを作成する前にこのコマンドを実行すれば,入力データに
ミスがある場合,エラーメッセージが返ってくると思います.



# 2004年5月27日 # No.6936 # MILANISTA #
チャーリーさん,ハッピーさん,Peroさんご返事ありがとうございます.
たびたびで申し訳ありませんが,再びご指導願います.

buckleとtrasientを個別に行うと言うのは,
一度の解析で別々に行う設定があると言うことですか?
それとも一端どちらかで解析した後に,もう一度行うと言うことでしょうか?

接触に関しては,円筒と剛体をcontactを使って初期からくっつけています.
そして剛体に速度を与えて円筒に衝撃負荷をかけています.

右も左も分からない素人ですが,よろしくお願いいたします.



No.6939 Re: 6936 .座屈解析
# 2004年5月27日 # No.6939 # ハッピー #
> buckleとtransientを個別に行うと言うのは,
> 一度の解析で別々に行う設定があると言うことですか?
> それとも一端どちらかで会席した跡に,もう一度行うと言うことでしょうか?
by MILANISTAさん

済みません、よく考えると「transient」って、非定常熱伝導解析じゃなかった?
動的な座屈に関しては、掲示板でも何度か話題に上がっていて「初期不整」で
検索すると何件か書き込みが引っかかると思います。



# 2004年5月28日 # No.6943 # チャーリー #
> buckleとtrasientを個別に行うと言うのは,
> 一度の解析で別々に行う設定があると言うことですか?
> それとも一端どちらかで会席した跡に,もう一度行うと言うことでしょうか?

buckleは、
　静的な解析に対して、板がべこべこと曲がる瞬間芸を動的(運動も考慮して)に解く
　ハッピーさんの指摘もありましたが、初期不整は調べておくと
　あとあと、なるほど納得っと言った具合になる。

DynamicTransientは、時刻歴で上記に至る過程をを刻々とといていくので
　時間はかかりますが、単独で行えます。

> 接触に関しては,円筒と剛体をcontactを使って初期からくっつけています.
> そして剛体に速度を与えて円筒に衝撃負荷をかけています.

接触解析は、時間がかかるので、まずは、followforだったか利用して
節点なりに直接、荷重を与えて動的な解析をこなしてからほうが、
いいのではないかな～と思います。

13errの回答にはなっていませんが、こんなところで



# 2004年6月1日 # No.6946 # MILANISTA #
チャーリーさん,ハッピーさん,Peroご返事ありがとうございます.
剛体をぶつけるのではなく,節点荷重をかけて解析しようと思います.
そこで再度ご質問をさせていただきます.

EDGE LOAD でTABLEをつけようと思うのですが,
この場TIMEとVELOCITYとどちらを使うか迷っています.
マニュアルを見ても,いまいちよく分からないので,
教えていただけませんか?

また,TIMEで荷重を時間制御したとすると,LOAD CACEではSTATICでも
動的な荷重とすることができるのでしょうか?



# 2004年6月1日 # No.6947 # Pero #
> EDGE LOAD でTABLEをつけようと思うのですが,
> この場TIMEとVELOCITYとどちらを使うか迷っています.
> by MILANISTA さん

Mentatを使用されてます?
Mentatだと,Edge Loadを選択すると,選べるTableタイプはTimeだけですよ.
Velocityは選べないのでは?
また,MentatのTable機能は時間増分法に固定増分法であるAuto Loadを選択すると,
ひとつのLoadCase内で,変化するようなEdge Loadをかけることができますが,AutoStepなど,
Marcが自動で次のタイムステップを決める増分手法を選んだ場合,ひとつのLoadCase内で,
荷重は線形的にしか変化できない制約があります.
(New Style Formatでは可能みたいですが,使ってないのでわかりません)
ひとつのLoadCase内で複雑に変化するような荷重を定義したい場合は,ユーザーサブルーチンを使用して
記述するしかないと思います.
ちなみに,入力データでは,Dist Loadsというパラメータで書き出されると思うので,
マニュアルC編を参考にされると良いと思います
>
> また,TIMEで荷重を時間制御したとすると,LOAD CACEではSTATICでも
> 動的な荷重とすることができるのでしょうか?
　
　Staticな解析の場合,力の釣り合い計算の中に,加速度の項を含めずに計算しますので,
動的な効果は含まれません.材料特性をひずみ速度依存にすれば,ひずみ速度の違いによる
材料の硬化特性の影響が考慮されますので,時間のとり方により解は変わると思いますが・・・
通常は,時間はあくまでも,定義した荷重をどれだけの分割でかけていくかの指標でしかありません.
なので,例えば,Loadcaseタイム=1と入力しても,それが1秒なのか1年なのかはMarc内では区別されません.
動的な効果を含めたい場合は,Dynamicな解析をするしかないと思います.



No.6951 Re.座屈解析
# 2004年6月4日 # No.6951 # MILANISTA #
Peroさん,ご返答ありがとうございます.
皆さんのご意見を参考に,節点荷重をかけて,
DINAMICを使って解析を行おうと考えてやってみました.
そこでまたもお聞きしたいことがあります.

MSCにも直接問い合わせて,DYNAMIC TRANSIENTでMULTI-CRITERIAの
PARAMETERを使って荷重と時間を設定したのですが,EXIT No.7がでます.
マニュアルによると
　STOPパラーメータによって正常終了した.
　SIZINGパラメータで要求する作業領域を,
　出力ファイルで示されている作業領域よりも大きくし,
　STOPパラメータを削除してからもう一度実行する.
とありますが,素人の私には何を言っているのか分かりません.
LOAD CASEの時間設定を色々といじってみたのですが解決できません.
原因はいったいどこなのでしょうか.
もう一度皆さんのお力をお貸しください.
よろしくお願いいたします.



No.6990 座屈解析
# 2004年6月15日 # No.6990 # MILANISTA #
以前動座屈について色々と質問させていただいたものです.
円筒にEDGE LOADをかけて,
BUCKLとDYNAMIC TRANSIENTをつかって解析をしたのですが,
outファイルに振動数は出てくるのですが,
座屈固有値が表示されません.
ランチョスのBUCKLING INCREMENTをonにするとエラーが出てしまうので
offにしています.
どうやったら固有値が得られるのでしょうか?
よろしくお願いいたします.
(編集担当：いなちゅう 2004/12/21)