| TOP > 構造解析 > FEM各論 > 解析精度・誤差 |
| FEMの精度や誤差に関する話題です。 ほかの項目と重なる部分もありますが、実用上重要な話題を取り上げていきます。 （「メッシュ品質」と多くの項目で重なります） P法にかかわるものについてはなるべく「P法・アダプティブ法」の方へ載せるようにしていますので、こちらもご参照ください。 |
<応答解析、実測と合わないんです>
# 2003年3月4日 # No.4867 # shell #
初心者の実験&解析者です。
応答解析で応力を求めようとしましたが 実験値とは程遠い結果となってしまいました。
測定したのは 鉄製平板を溶接した部品で重さは6kg程度です。
実験と解析を通していくつか疑問が出てきました。
経験豊富な方が多いようなのでアドバイスをよろしくお願いいたします。
部品単体は freeの状態でFRFを行い FEMと固有値、モードシェイプをヤング率、Densityで合わせました。
その部品を一軸の加振器で加振しました。
実験結果は その時の加速度と歪みがあります。
ちなみに この解析とFRF 加速度計測は初めてです。
これをFEMで加振点を同じ方向に 測定された加速度でi-deasのResponse Analysisで過渡応答で解析しました。
疑問1.加振点では 同じ加速度がもどされましたが そこから少し離れた点では加速度が小さくなってしまっています。
応力を計測した付近では 実験値の1/10になってしまっています。減衰は FRFから求められたので1.5%をいれました。
単純なSHELLモデルですが こんなになってしまうものなのでしょうか?
②shellモデル作成時 疑問に思ったのですが 一軸加振器で部品を加振する場合のモデルですが
どこまで作る必要があるのでしょうか?今回は 取り付けネジから上を作成しましたがこのネジ部分を固定して
加振軸のある付近を3方向の加速度で加振しました。このモデルがおかしいのでしょうか?
③固有値解析で助けて を読んでいたのですがモーダルパラメータとモード質量がでてきていましたが
i-deasの解析では 減衰を入力するところは出てきますがそれ以外はわかりませんでした。
自動的に反映されているのでしょうか?
④応力を求めている事例がないように思うのですが 振動強度 という観点からみるとどんな 評価をするのがいいのでしょうか?
よろしくお願いいたします。
# 2003年3月4日 # No.4873 # saito #
>応力を計測した付近では 実験値の1/10になってしまっています。
>減衰は FRFから求められたので1.5%をいれました。
パッと思いついたのは,FRFで求めた減衰と,解析モデルに与えた減衰は同じものでしょうか?ということです。
減衰もいくつか種類があったように思います。
材料定数として指定するものや,剛性マトリクス,質量マトリクスにかける比例定数を指定するものなど。
自分もまともに理解していないのですが,減衰比という言葉を聞いたこともあります。
# 2003年3月4日 # No.4874 # ランティス #
> 応力を計測した付近では 実験値の1/10になってしまっています。
モード形状とヤング率、密度を合わせたと書かれているので
大丈夫かとは思いますが、モード形状が合っているのかが気になりました。
モード形状が異なると、測定位置で結果が大きく変わりますからね。
# 2003年3月5日 # No.4878 # ピピ #
> 部品単体は freeの状態でFRFを行い FEMと固有値、モードシェイプをヤング率、Densityで合わせました。
by shellさん
まず、「free」じゃなくて、「free-free」ですよね。
これは、両端自由(自由-自由)ということですね。
#梁じゃなくても、free-freeで済ませてしまう理由は分かりません。
こういうコリレーションって、個人的には疑問を感じることがあります。
実際に、材料の物性値や形状が不均質な場合は、現実的かもしれませんが、FEモデルの境界条件や実験上の問題点を無理やり合わせこんでしまう場合もあると思います。
#でも、そういうことができるI-DEASが羨ましい。
ま、FEモデルと実験モデルでCOMACなどがばっちり合ってれば、文句の付けようが無いんですけど...
> その部品を一軸の加振器で加振しました。
> 実験結果は その時の加速度と歪みがあります。
この加振器って、打撃加振器ですか?
過渡応答解析やるんだから、打撃加振ですよね。
> これをFEMで加振点を同じ方向に 測定された加速度でi-deasのResponse Analysisで過渡応答で解析しました。
実験が正弦波加振で実施されたのなら、過渡応答解析では無く、周波数応答解析をする必要がありますけど、そこは間違えないですよね。って俺もしつこい(^_^;)
それから、過渡応答解析でも、直接法とモーダル法で、減衰に関するパラメータが変わってくるはずです。
shellさんが表現してるのは、モーダル減衰比だと思いますが、直接法で解く場合は、他に2種類くらいあったと思います。
この辺の情報は、I-DEASの技術マニュアルとかに書いてあるはずです。
> 疑問1.加振点では 同じ加速度がもどされましたが そこから少し
> 離れた点では加速度が小さくなってしまっています。
> 応力を計測した付近では 実験値の1/10になってしまっています。
> 減衰は FRFから求められたので1.5%をいれました。
> 単純なSHELLモデルですが こんなになってしまうものなのでしょうか?
モーダル減衰比が1.5%ということだと、FRF上のピークも鋭くて明確なものだと思います。
相反性も問題なく。コヒーレンスも十分に高い。ですよね。
何ででしょうね?
FEMによる解析値の方が極端に小さいってのは、ちょっと分かりません。
減衰をかなり大きめに入れてしまってるか、入力が小さすぎるか、どっちかでしょう。
それから、モード減衰比ってのは、あくまでも等価1自由度系に対して一つだけ求まるものですから、ローカルな振動の減衰とは一致しないこともありますね。
とりあえず、気がついたことだけ書きました。
# 2003年3月5日 # No.4889 # shell #
> まず、「free」じゃなくて、「free-free」ですよね。
> これは、両端自由(自由-自由)ということですね。
ご指摘の通りです。 free-freeです。
> ま、FEモデルと実験モデルでCOMACなどがばっちり合ってれば、
> 文句の付けようが無いんですけど...
ばっちりとは 言い難いですが 0.2以下にはなっていました。
>
> この加振器って、打撃加振器ですか?
>
上下にシェーカーのように振動します。打撃加振器というのでしょうか?
わかりません。
>
> 実験が正弦波加振で実施されたのなら、過渡応答解析では無く、
> 周波数応答解析をする必要がありますけど、そこは間違えないです
> よね。って俺もしつこい(^_^;)
>
すいません。過渡応答で解析しました。
得られた加速度の結果が 時間軸だった為ですが この加速度にFFTを掛けた結果で周波数応答解析をしなければいけなかったのでしょうか?
> モーダル減衰比が1.5%ということだと、FRF上のピークも鋭くて
> 明確なものだと思います。
> 相反性も問題なく。コヒーレンスも十分に高い。ですよね。
ピークは鋭かったです。コヒーレンスもいい と思っています。
減衰に種類がある事はしりませんでした。計測は i-deasでやったのではないのでもう一度 単位系をしらべています。
モードシェイプはストロボで見る事が出来ましたが FEMの動きとあっていました。
肉眼で分かる共振は 測定した範囲内では3つでした。(0-300Hz)
加速度にFFTを掛けて周波数応答で解析をしてみます。
アドバイスありがとうございました。
単純な疑問ですが 対象物によると思いますが
こういった解析&実験はどれくらいの精度が期待できるのでしょうか?
80%を合わせたいと考えたら ものすごく精度のいい実験とモデルが
必要なのでしょうか? shellよりソリッドの方がいいのでしょうか?
# 2003年3月5日 # No.4896 # burning #
burning です。
shell さん、こんばんは。
I-DEAS 使いとして一つだけ念のためにお聞きします。
> > モーダル減衰比が1.5%ということだと、
応答解析はI-DEASで実施しているわけですよね。
モード減衰比1.5%とのことですが、I-DEASにモード減衰比を
入力する際には 1.5% は 1.5 ではなく 0.015 と入力する
必要があったかと思いますが、このあたりいかがでしょうか?
> こういった解析&実験はどれくらいの精度が期待できるのでしょうか?
> 80%を合わせたいと考えたら ものすごく精度のいい実験とモデルが
> 必要なのでしょうか? shellよりソリッドの方がいいのでしょうか?
振動解析の場合で、Free-Free、しかもモード減衰比も実験で
出ているのであれば、かなりいい精度の結果が得られると思い
ます。拘束条件がないのが大きいです。今回の場合のポイント
は溶接部分のモデル化ではないでしょうか。
ShellとSolidの違いといっても、振動の基本式 f=1/(2π)*√(K/M)
から考えると、KもMも平方根がかかっていますから、感度は
鈍いです。つまり、要素の違いでKやMが少しぐらい変わっても周波
数の答えにはあまり影響がないということです。
ということで、Shellを使っていても「適切に」モデル化されて
いるのであれば答え(周波数)はほとんど変わらないと思います。
応答関数の形状が違うというのであれば、あとはモード減衰比で
しょうか。
# 2003年3月6日 # No.4898 # ピピ #
> > ま、FEモデルと実験モデルでCOMACなどがばっちり合ってれば、
> > 文句の付けようが 無いんですけど...
> ばっちりとは 言い難いですが 0.2以下にはなっていました。
by shellさん
MACは1.0に近いほど相関が高いですよね。「0.2以下」というのは?
I-DEASだと、FEモデルと実験モデルの間のCOMACって、自動的に出来るのでしょうか?
羨ましいです。
> 上下にシェーカーのように振動します。打撃加振器というのでしょうか?
> わかりません。
気にしていたのは、加振実験が過渡的なものなのか?正弦波加振を定常的で与えたものなのか?あるいは、正弦波を掃引したものなのか?という辺りです。
「上下に振動する」だけでは、ちょっと分からないですね(^_^;)
shellさんのコメント中に、「測定した範囲内では3つでした。(0-300Hz)」とありますから、掃引正弦波加振なのでしょうか?
> すいません。過渡応答で解析しました。
> 得られた加速度の結果が 時間軸だった為ですが この加速度にFFTを
> 掛けた結果で周波数応答解析をしなければいけなかったのでしょうか?
正弦波加振実験を実施したのだとしたら、過渡応答とは結果は合わないと思います。
加振によって入力されるエネルギは、徐々に振幅を増大させ、減衰によって失われるエネルギと吊り合うところに、指数関数的に漸近するはずです。
(無減衰系では、直線的に発散)
もっとも、これは加振周波数が、共振周波数に近い場合の話です。
実験では、正弦波加振によって、振幅が十分にサチるところまで発達しているとしたら、 過渡応答の数字が小さくなるのは明白だと思います。
あと、モーダル過渡応答解析を実施する場合、対象となるモードを指定しますよね。
(過渡的な入力によって励起されるモードのことです)
それがいい加減だと、応答にも影響してきますね。
> > モーダル減衰比が1.5%ということだと、FRF上のピークも鋭くて
> > 明確なものだと思います。
> > 相反性も問題なく。コヒーレンスも十分に高い。ですよね。
burningさんのご指摘がありましたが、モーダル減衰比が150%で入力されているとしたら、えらいことですね。
完全に過減衰の状態になりますから、振動は発生しないですよ。
念のために、モーダル減衰比の物理的な意味も確認された方が良いかと思います。
# 2003年3月7日 # No.4903 # shell #
> MACは1.0に近いほど相関が高いですよね。「0.2以下」というのは?
1以外のところが0.2以下になっていたという事です。
囲内では3つでした。(0-300Hz)」と
> 掃引正弦波加振なのでしょうか?
すいません。加振は上下方向に 振幅一定で周波数を0-300Hzまであげていきました。sin波になっていると思っています。
> 実験では、正弦波加振によって、振幅が十分にサチるところまで
> 発達しているとしたら、実現象ではどのようになるのでしょうか?
> あと、モーダル過渡応答解析を実施する場合、対象となるモードを
> 指定しますよね。
これはしりませんでした。入力する方法を調べてみます。
>モーダル減衰比1.5%が150%
画面上では %とでているんです。 もう一度確認します。
そうですか。 そこそこ合ってくるはずなんですね。
頑張ってみます。
# 2003年3月10日 # No.4918 # burning #
burning です。
> >モーダル減衰比1.5%が150%
> 画面上では %とでているんです。 もう一度確認します。
気になって会社で調べてみました。
I-DEAS9 では、% 表示に変わっていたのですね。
失礼しました。
I-DEAS9のModel Responseはまだ使ったことなかったもので。
MS7の Model Response のときは率(%)ではなく比で入力
だったですよね。
今度からバージョンにも気をつけてレスしたいと思います。
# 2003年3月12日 # No.4926 # SHU #
shellさん、始めまして。I-DEAS9を使っているものです。
ちょっと遅いですが手助けになればと。。
>モーダル減衰比1.5%が150%
I-DEAS8からの話ですが、「周波数イベント」-「モーダルオプション内減衰ファク
タ」に各周波数毎にいれる粘性の事ですか?もしそうならば、百分率そのものを入れ
る様です。3%ならば、3と入力します。そんなに変な値にはなりませんでしたよ。
I-DEAS7以前は設定方法が全く違う(内容は同じでしょうが)ので、もしかしたら
100で割った値を入れるかもしれませんが...。
レイリー減衰は分かりません。どんな時に用いると効果があるのでしょうか?
某所で聞きましたが、推奨値はないとの事でした。
(編集担当：Happy 2003/11/22)
<陽解法の結果のバラツキについて>
# 2003年2月25日 # No.4806 # りかぴん #
陽解法の結果についてです。
陽解法を使ったことがあまりありません陽解法初心者です。
実行マシーンを変えたり、並列実行CPUの数をかえますと
結果に差が生じます。(0.5%から1%ぐらいのオーダー)
今まで,陰解法の計算ばかりの計算で、こういう経験がなく、
どの程度の差ならば陽解法でしかたのないものかと
思いまして投稿しました。
だれか、同じような経験のある方アドバイスをお願いします。
勿論、解析結果から扱っている現象を評価するのに充分に
小さい差であるならば気にしなくてもいいと思うのですが。
# 2003年2月25日 # No.4810 # saito #
昔々の話。各々のコンピュータや,コンパイラが持っている有効桁数や,計算機の取りうる最小値が異なっているがために,同じプログラムでも結果が違うというようなことがありましたが,
今のコンピュータではどうなんでしょう。
またお使いのコンピュータが全て同じOSだったりするなら,原因不明ですね。
# 2003年2月25日 # No.4813 # ハッピー #
> 昔々の話。各々のコンピュータや,コンパイラが持っている有効桁数や,
> 計算機の取りうる最小値が異なっているがために,同じプログラムでも
> 結果が違うというようなことがありましたが,
by saitoさん
同じ、マシン、OS、コンパイラでも最適化レベルを変えると答えは変わるし、ベクトル型のスパコンではチューニングレベルでも答えは変わりますね。
自作ソフトを、別のマシンに移植すると先ず悩まされるのが、
「同じ答えを出す方法」というのが実情であったりしました。
勿論、倍精度で実用的には無視できる誤差の場合が多いのですが、
移植すると最適化オプションを全部外さ(コーディングした順序で計算する)ないと収束しない情けないこともありました。
(当然、計算時間は、う～んと長くなっちゃいます)
浮動小数点演算は有効桁に左右されますから、計算順序を変えると答えは微妙に変わっちゃいますが、それが右に行くか、左に行くか運命を決めることもあるんでしょう。
陽解法の場合、数値的な安定性が過敏に挙動に影響するのでしょうね。
# 2003年2月26日 # No.4814 # よし☆三 #
>実行マシーンを変えたり、並列実行CPUの数をかえますと
>結果に差が生じます。(0.5%から1%ぐらいのオーダー)
並列演算の場合は,ある程度仕方がないかもしれませんね。
エラーを取るか,並列化を取るかってことでしょう。
並列演算の解の唯一性を謳ったソルバーもありますが、
通信量が増えるので,パフォーマンスが落ちるということ
だと思います。
要素分割を増やしたり時間増分を下げたりするとエラーは
減ると思いますが,普通はエラーを減らす目的としては
修正しないと思いますよ。
(編集担当：Happy 2003/11/22)
<型強度解析ソフト >
#No.3854# 2002年10月28日# HIRO#
以前に書き込みをさせて頂き大変参考になりました。
今回また新たな疑問点が発生しまた質問させて下さい。
金型のアッセンブリでの型強度の解析(設計者レベルで)
を行いたく、ソフトを探しています。
使用しているCADがPRO/E、CATIA等であればオプションで
対応できるのでしょうが僕が扱っているCADにはそのような
オプションがない為、別で販売されているソフトを探して
ます。一応、COSMOS DesignSTARは試用テストしました。
他にソフトが有れば教えて下さい。
又、いくつか質問が有ります。
1、COSMOS DesignSTARの精度はPro/Mechanica等のCADに一体
化されているソフトと比べ精度は悪いのでしょうか?
2、CATIAのダッソ-社がCOSMOS社を買収しているとすれば
CATIAのオプションの強度解析部はCOSMOSのエンジンって
事なんでしょうか?
以上、宜しくお願いします。
#No.3856# 2002年10月28日# ハッピー#
お使いのCADは何でしょう?
#No.3858# 2002年10月28日# HIRO#
トヨタユニット版CADです。
#No.3860# 2002年10月28日# ハッピー#
> > お使いのCADは何でしょう?
> トヨタユニット版CADです。
by HIROさん
ケーラムのことでしょうか?
私がCADをお尋ねしたのは、
CADから3DデータをCAEに渡して解析されるものと思い、
CADが分かれば、相性の良いCAEを紹介頂ける可能性ありかも、と思ったから
なんですが、そうではないのかも。
「トヨタユニット版CAD」初耳なんですがIGES、STEP等の中間Formatはサポートしています?
>1、COSMOS DesignSTARの精度はPro/Mechanica等のCADに一体
> 化されているソフトと比べ精度は悪いのでしょうか?
ソフトの精度は、CADに一体化されているかどうか、では左右されません。
Pro/Mechanicaは、以前は、AppliedStructureという、ProEとは別体の
ソフトでした。
これはAdaptiveP法という、解析手法がCOSMOS DesignSTARなどの一般的な
FEMと異なりますので、そういう意味で精度に差異が生じます。
>2、CATIAのダッソ-社がCOSMOS社を買収しているとすれば
> CATIAのオプションの強度解析部はCOSMOSのエンジンって
ダッソーが買収したのはCOSMOSを開発元、SRAC社ですね。(今年始め)
http://www3.kke.co.jp/cae/sbdmail/vol23.txt
でもCATIAのFEM機能はずっと前からありますね?
→いかがでしょう?ピンクのむかでさん
#No.3864# 2002年10月29日# HIRO#
ハッピーさんすみませんでした。
Caelum2/solidと同じ物と考えて良いと思います。
STEPもIGESもサポートしています。
勉強不足ですみません、PRO/EはP法を使ってるんですか?
Adaptive h法はあまり良いイメージが無いのですが、h法を使ってるとしたら やはりPRO/Eが一番精度が良のでしょうか?
> でもCATIAのFEM機能はずっと前からありますね?
V5のアッセンブリの解析って悪すぎませんか?V4の時は良かったような気がするんですが・・・勘違いかな?。それで買収の時期的にCOSMOSへ変えたからかなって思ってしまいました。
(ちなみにCATIAは何度か借りて使ってるだけです)
以上です。お願いします。
#No.3868# 2002年10月29日# ハッピー#
> 勉強不足ですみません、PRO/EはP法を使ってるんですか?
> Adaptive h法はあまり良いイメージが無いのですが、h法を使ってるとしたら
> やはりPRO/Eが一番精度が良のでしょうか?
by HIROさん
話がごっちゃになってるかも。
ProEは、3DCADです。 このProEに、AppliedStructure改めMechanicaを組み込んで
使えるようにしたのが、Pro/Mechanicaです。よね?
AppliedStructure時代から、AdaptiveP法を売りにしていて、ProEに組み込まれたことで
より使い易くなった、と理解しています。
この掲示板は、Pro/Mechanicaファンの方も多いので、皆さんのコメントに期待しましょう!
私は、AppliedStructure時代から、つまみ食い程度の使い方しかしていませんので。
#Adaptive-h法に良い印象をお持ちでないのは、どういう理由ですか?よければ..
精度の話は、使い方に依存するところも大きいので、一概にはなかなか言えないかも。
>Caelum2/solidと同じ物と考えて良いと思います。
>STEPもIGESもサポートしています。
ということでしたら、CAEソフトの選択肢はmVarietyに富んでくると思いますね
→例えば実用大事典:http://www.nc-net.or.jp/cadcamcae/
#No.3873# 2002年10月30日# HIRO#
> 話がごっちゃになってるかも。
> ProEは、3DCADです。 このProEに、AppliedStructure改めMechanicaを組み込んで
> 使えるようにしたのが、Pro/Mechanicaです。よね?
> AppliedStructure時代から、AdaptiveP法を売りにしていて、ProEに組み込まれたことで
> より使い易くなった、と理解しています。
> この掲示板は、Pro/Mechanicaファンの方も多いので、皆さんのコメントに期待しましょう!
> 私は、AppliedStructure時代から、つまみ食い程度の使い方しかしていませんので。
Pro/MechanicaってのをPRO/Eと書いてしまいましたすみません。
僕も本当はPro/Mechanicaが欲しいのですが、Pro/Mechanica+Pro/Eだと値段が高くて手が
出ません。
このての設計者向けの解析ソフトを比較した場合、精度的にそんなに大差が無いと聞いた事が
有るんですが、ほんとなのかなって疑問に思ってたのですが、AdaptiveP法を売りにている
って事はやはり違うんですね。
その辺をご存知の方がいましたら教えてください。
あと、Pro/Mechanicaも良いけどこんなソフトも良かったって情報が有れば嬉しいです。
実用大事典も拝見させて頂きましたが評価はむずかしそうですね。
> #Adaptive-h法に良い印象をお持ちでないのは、どういう理由ですか?よければ..
> 精度の話は、使い方に依存するところも大きいので、一概にはなかなか言えないかも。
僕の業務の場合、厚板の多工程の塑性解析が多いため、特に曲げの解析などを行った時、
工程が進むにつれ、だんだん精度が悪くなってしまいます。
最近ではマシーンのスピードも速くなっている事から、ブランクメッシュを細かく作って計算
しています。使い方の問題も有ると思います。
#No.3876# 2002年10月30日# ハッピー#
>このての設計者向けの解析ソフトを比較した場合、精度的にそんなに大差が無いと聞いた事が
>有るんですが、ほんとなのかなって疑問に思ってたのですが、AdaptiveP法を売りにている
>って事はやはり違うんですね。
by HIROさん
そう宣伝文句を鵜呑みにしてはいけませんヨ(^^;;
甘い話には...ProMechanicaファンの方、スミマセン!
>厚板の多工程の塑性解析が多いため、特に曲げの解析などを行った時、
>工程が進むにつれ、だんだん精度が悪くなってしまいます。
誤差は累積するものですから、これは致し方のないこと。
誤差を含んだ前ステップの結果を基に次ステップを解析するわけですから。
加えて、リゾーニングなどのモデル修正もあるから尚更です。
それよりAdaptiveP法は、そのような塑性加工解析には使えませんよ。
「この手の設計者向けのソフト」は「簡易CAE」として、一時掲示板をを賑わしました。大事典をご参照下さい。
#No.3884# 2002年10月31日# HIRO#
>誤差は累積するものですから、これは致し方のないこと。
>誤差を含んだ前ステップの結果を基に次ステップを解析するわけですから。
>加えて、リゾーニングなどのモデル修正もあるから尚更です。
>それよりAdaptiveP法は、そのような塑性加工解析には使えませんよ。
そうなんです・・しかし現実は1工程での成形品は無いに等しく、AdaptiveP法
は使えないのと、計算前にだいたいの不具合部を予想して解析を行うのですが
それ以外の部分でタイムステップが落ちて計算が遅くなる事があるので、あまり
使用していません。
>「この手の設計者向けのソフト」は「簡易CAE」として、一時掲示板を
>を賑わしました。大事典をご参照下さい。
大辞典及び過去ログは「簡易解析」で検索し一通り拝見させて頂きました。
比較評価はデモを借りるかして評価しないと解らないのですね。
ハッピーさん、有難うございました。
#No.3889# 2002年10月31日# burning#
> > ProEは、3DCADです。 このProEに、AppliedStructure改めMechanicaを組み込んで
> > 使えるようにしたのが、Pro/Mechanicaです。よね?
> > AppliedStructure時代から、AdaptiveP法を売りにしていて、ProEに組み込まれたことで
> > より使い易くなった、と理解しています。
by ハッピーさん
> 僕も本当はPro/Mechanicaが欲しいのですが、Pro/Mechanica+Pro/Eだと値段が高くて手が
> 出ません。
by HIRO さん
Pro/MECHANICAの環境としては、
①Pro/Eの解析モジュールとして動く統合モード(メニューはPro/E)
②Pro/Eと独立して動く独立モード(メニューはMECHANICAオリジナル)
っていうのがあったと思います。
#私のところは独立モード
(編集担当：imada 2002/12/04)
<CATIA/CAEの良い点、悪い点 >
#No.3495# 2002年8月21日# ピンクのムカデ#
設計現場へのCATIAの普及が進む中で、解析機能について検証していました。
特に、CATIAでのFEMがNASTRANで使えるかどうかが視点でした。
良い点
既成概念 ①I-DEASでFEMを作り、I-DEASのソルバで解析結果が
得られても、そのFEMデータをNASTRANに持ち込むと、
要素品質が悪くて解析実行できない場合がある(多い)
②CATIAの要素分割は優れていて、I-DEASでFEMが
作成できない、薄板、多くの面の交錯なども完全にFEMを作る
③ということは、CATIAでのFEMはNASTRANでは使えない。
と思って、これでもかと検証したのですが、要は要素作成アルゴリズムが
違うのでしょう。全てNASTRANで解析が行えました。
今後はメッシャーとしてもCATIAを使い込んでいきたいと思います。
悪い点
現時点では構造解析だけですが、一般的な静荷重を与えるのに3つの方法があり
面圧、面力密度、分布力として与えた場合、最も一般的な分布力の与え方では
精度が非常に悪くなることを確認しています(バグとして改善要望をしました)
(編集担当：imada 2002/12/04)
<MARC VS NASTRAN (熱解析) >
#No.3467# 2002年8月11日# 木下#
MARCの社外研修を受けて
熱伝達問題[熱伝導解析→熱応力解析]のカードが組めるようになった程度の駆け出し技術者です。
上記解析に関して、NASTRANと比較して研修発表を行いたいのですが、
そのNASTRANで熱解析の経験がなく、マニュアルを見てもさっぱりで困っています。
一様な板圧(温度依存物性)の両側に異なる(非)定常温度境界条件(雰囲気温度、熱伝達係数) を与える程度の簡単解析でその差(MARC>NASTRAN)が示せればと思うのですが、NASTRANではどのようにカードを組めばよろしいのでしょうか?
(温度条件が急変する際にはNASTRANは精度が落ちると聞いていますが、実際のところどうなのでしょうか?)
以上、お願いばかりで恐縮ですが、上記解析に関して詳しい方、
またMARCとNASTRANとで解析分野ごとに詳しく比較したWEB等ご存知の方がいらっしゃいましたら御教授下さい。よろしくお願いします。
#No.3469# 2002年8月11日# よし☆彡#
たぶん,対象となる製品などがあると思いますから,その事を踏まえて
何をもってMARC>NASTRANとするかが大切かもね!
失敗すると場合によっては逆かも,,(笑)
方法はNASTRANの入門例題集によりどりみどり載ってると思います.
> (温度条件が急変する際にはNASTRANは精度が落ちると聞いていますが、
> 実際のところどうなのでしょうか?)
私は初耳です.(笑)
#No.3480# 2002年8月13日# チャーリー#
蛇足ですが、私は勉強不足ですが、
今現在では、接触境界(移動境界)は、M***に分があると考えてます。
但し、得られる解の精度ということではないですので、、、(笑)
いろんなケーススタディがありそうで、困りますね。
久々にカードやプロパティといった議論があったので新鮮でした。(涼)
(編集担当：imada 2002/12/04)
<倍精度 >
#No.3305# 2002年7月10日# Jyou#
最近、倍精度ってあまり聞かないのですが、なぜですか?
#No.3322# 2002年7月14日# ハッピー#
私の周囲では、数値解析プログラムを作る者そのものが殆ど居ないので、倍精度も単精度も耳にしません。
因みに私の場合、倍精度を当たり前にしています。
単精度で雪だるま式に膨らむ誤差にはうんざりしましたので。
単精度や、部分的に倍精度を使っていたのは、メモリーが貧弱な頃の省メモリー対策なのでは?
(編集担当：imada 2002/12/04)
<CADとCAEの関係・・・精度に関する注意点>
#No.3056 # 2002年4月30日# 14時12分(火曜日)# チャーリー#
> 解析をするに当たって、CADで3Dデータを作るのですが
> そのCADでのデータ作成の時点で気をつけるべきことって、あるのでしょうか。
> モデルの作成方法によって解析結果に影響が出たりするものでしょうか?
あまりないように思いますが、
できる限りシンプルにいったところかと思います。
できたMeshなどが局所に尖った三角形などできるとどんでもない値が出る場合があります。
他には、CAD特有の精度により複雑な面形状や細かな面ができたりしますのでMesh化しにくいこともあります。
倍精度当たり前の、今現在は、あまり問題になりませんがアセンブリ部品の場合などは、L/O座標で描かれていたりしますので、精度が落ちる場合もあります。
あまり関係ない話ですが
私の場合も3DCADでモデル作りますが、基本的には、解析上必要となる情報をあくまで面又はラインで分類して、プリポストというもので、MappingMeshしてます。
#No.3064 # 2002年5月1日# 10時00分(水曜日)# ハッピー#
>解析をするに当たって、CADで3Dデータを作るのですが
>そのCADでのデータ作成の時点で気をつけるべきことって、あるのでしょうか。
>> あまりないように思いますが、
>> できる限りシンプルにいったところかと思います。
>ということは、
>できるだけ形状を細かく正しく描き込んだほうが、より正しい解析結果が得られる
>・・・という考え方は間違えていると思って良いのでしょうか?
by Takakoさん
CAEを設計のどの段階で何の目的に使うかで微妙に違うと思います。
A:構想設計や計画設計段階で、基本構造や寸法、機能を検討するためのCAE。
これには細かなフィーチャーにこだわってもダメで、チャーリーさんがおっしゃる、本質を見抜いたシンプルなモデルによる「Speed」が大切。
B:詳細設計段階で、細かな構造や寸法を検討するためのCAE。
ある程度の絶対的な精度も必要。でも設計案同士の相対比較が先ず必要
C:設計がほぼ固まった後での検証のためのCAE。
実験と代用・併用することも多いので精度がかなり重要
D:トラブル時の対策案検討のCAE。 これも、A,B,Cあり。
A,Bでは、形状・寸法を変えたケーススタディが必須ですから、CADモデルを作るときも、設計変更を想定したモデル作りが必要でしょう。
3CADの多くはParametricなモデリングが可能ですが、設計変更を考慮せずにモデリングすると、変更の度に最悪、一から作り直さないとならず、Parametricが生かせません。つまり、解析技術者にも設計意図を把握できるセンスが必要。
#設計者から、スケッチや図面だけ貰ってそのままモデリングするのではなく、今後、どういう設計変更検討が想定されるか、設計者から聞き出すだけでなく解析技術者自ら、設計する立場になって考えた方が良いと思います。
またチャーリーさん、ご指摘のように
>2.微小なフィレットやコーナーRがあった場合、解析上無視する場合が多々あります。
ですから、無視できるかどうかの判断センスも重要ですね。
#Aは、設計者が自分で解析すべきですネ
>モデルの作成方法によって解析結果に影響が出たりするものでしょうか?
出来上がった外形が全く同じでも、モデル作成法によって、
一つの面が細かな面に分かれていたり、ブロックが複数のブロックに分かれていたりして、自動メッシャーが異なるメッシュを生成すれば、結果として解析結果は異なったものになります。これはメッシュ作成時に注意すれば補えるもの
ですから、必ずしもモデリングの問題とは言えないかも。
#No.3073 # 2002年5月4日# 10時01分(土曜日)# ハッピー#
> ほんと、ほんと。
> 加工に必要な寸法と、組立に必要な寸法って、やっぱり違っていたりするし
> そう思うと加工の知識も欲しい・・・
by Takakoさん
設計と製造というと、いつも問題になるのが公差。
設計が闇雲に公差を要求すると加工コストが釣り上がって...
公差解析という、公差の効き具合を調べるツールがありますが、
一方で、そもそも加工精度がどれだけ性能に影響するのかを調べるにはCAEの出番ですね。
タグチメソッドの適用事例でも加工ばらつきをノイズと見たロバスト設計を、CAEによるパラメータースタディで行ったり。
#製造プロセスのCAEも盛んです。
あと、品質工学会の発表でもCAE、製造プロセスが多くなってきたようです。
http://www.qes.gr.jp/meeting/2002/QES2002program.htm
(編集担当：imada 2002/12/03)
<MARCの静磁場解析の精度について>
No.2571# 2002年1月12日# 01時22分(土曜日)# ハッピー#
> 静磁場解析で使った事がある方、いらっしゃいますか?
> MSC社のサイトで見ると技術情報が載ってますけど、実際に使うには解を信頼してはいけない(=使えない)という話を聞いたのですが。
by cさん
こんばんは。私はMarcの電磁場解析を使っていませんが...
磁場解析は磁気ベクトルポテンシャルAを未知数としますが、これは応力解析の変位Uに相当します。
つまり変位型FEMです。Aを微分したのが磁束密度B、磁界強度がHでそれぞれ歪みεと応力σに対応し、Hookの法則、σ=Eεに相当する構成式は、H=νB。
因みに、Aの微分はRotationと呼ばれる形式です。
こう見ると分かりますように、応力解析と磁場解析に式の上で大きな差はありません。
また理論式と実際の現象の一致性という意味では、マクロな材料力学よりMaxwell方程式の方が恐らく優れている。
ですから一般論としては静磁場解析の方が応力解析より実現象に対する精度は期待できると思います。
ただ静磁場解析ではポテンシャル解の唯一性を保証するクーロンゲージ条件というのがあって、Marcはペナルティ法を使ってこの条件を導入しています。マニュアルではペナルティ数のデフォルトが
10000となっています。ところが、磁場の世界では、ヤング率に相当するνが磁性体と非磁性体とでは、4桁以上の差があるんです。この辺が悪さをしている可能性があるのかどうか.....
疑うより、理論解のある問題でご自分で確かめた方がよいでしょう。
どういう意味で「使えない」と言っているのかも把握して置いた方が良いと思いますよ。
#因みに、実際の所FEMではゲージ条件を付与しなくても解けることが証明されています。
(編集担当：imada 2002/03/30)
＜やるたびに解析結果が変わるってどういうこと？＞
# 2001年10月17日# 12時50分(水曜日)# myu#
素朴な疑問なんですが、
全く同じ条件で、解析するたびに結果が異なると
いうことはあるのでしょうか？
それとも、同じ条件にしたつもりがどこかで間違っているのでしょうか？
# 2001年10月17日# 14時59分(水曜日)# ハッピー#
> 素朴な疑問なんですが、
> 全く同じ条件で、解析するたびに結果が異なると
> いうことはあるのでしょうか？
by_myuさん
そういう変動が無く、再現性があるのが解析の良い所です。
自作ソフトの場合、未定義変数があるとコンパイラーによっては無意味な値が
初期設定されてしまい、「計算するたびに答えが変わる」こともありますが、
市販ソフトでは私は経験したことはありません。皆さん、いかがですか？
# 2001年10月17日# 16時33分(水曜日)# パンターニ#
> そういう変動が無く、再現性があるのが解析の良い所です。
> 自作ソフトの場合、未定義変数があるとコンパイラーによっては無意味な値が
> 初期設定されてしまい、「計算するたびに答えが変わる」こともありますが、
> 市販ソフトでは私は経験したことはありません。皆さん、いかがですか？
by ハッピーさん
こんにちは！パンターニです。話の趣旨からずれてしましますが、
普段○○ＳＹＳを使っています。不思議な現象ですがＵＮＩＸで作成したプログラム（テキストファイル）をＰＣで流すとノードの番号がずれることがバージョン5.5でありました。リンク要素をよく使う為、ノードの位置がずれると結果的に解析結果に影響を与えてしまいました。現在はＵＮＩＸで作成したプログラムはＵＮＩＸで使うようにしています。
同じプログラムなのでメッシュの切り方が変わるはずかないのに不思議でしょうがありません。○○ＳＹＳユーザでそのような経験をした方はいませんでしょうか？
# 2001年10月17日# 17時29分(水曜日)# デビルマン#
私にはそのような経験はありません。
100回計算したら100回とも同じ答えのはずですよ。
（ホントに100回計算したことはありませんが）
# 2001年10月17日# 23時41分(水曜日)# よし☆彡#
少し前の？複数のCPUを使い計算するソフトでは、やるたびに計算結果が異なる物が多かったんですがそんな使い方ですか？
# 2001年10月18日# 00時06分(木曜日)# チャーリー#
> 同じプログラムなのでメッシュの切り方が変わるはずかないのに
> 不思議でしょうがありません。○○ＳＹＳユーザでそのような経験をした方は
> いませんでしょうか？
会いましたが、私の場合ですが、
テキストファイルを比較確認すると原因すぐわかりました。
# 2001年10月18日# 08時49分(木曜日)# ｃ#
> 全く同じ条件で、解析するたびに結果が異なると
> いうことはあるのでしょうか？
「異なる」というのが、どの程度のレベルの話をしているのか次第だと思いますが、誤差の範囲で異なる事は十分にありえますね。
方程式の解放に色々あって、その中の「モンテカルロ法」なんてのが代表だと思いますが。
全然違う答えが出るのであれば、バグを疑ってみるべきでしょう。
# 2001年10月18日# 09時03分(木曜日)# myu#
みなさん、レスありがとうございました！(*^-^*)
>「異なる」というのが、どの程度のレベルの話をしているのか次第だと思いますが、
>誤差の範囲で異なる事は十分にありえますね。
今回は、熱伝導解析をやっていたのですが、荷重条件の設定から
同じ条件で何度かやりなおして解析したつもりなのですが、
解析結果が最高温度80℃のものもあれば、300℃のものもある、、と
いった感じで変わってしまいました。
でもみなさんのレスを読ませて頂くと、どうも同じ条件に設定したはずが
どこかにミスがあったのでしょうね。
# 2001年10月18日# 09時05分(木曜日)# ハッピー#
> > 全く同じ条件で、解析するたびに結果が異なると
> > いうことはあるのでしょうか？
> 「異なる」というのが、どの程度のレベルの話をしているのか次第だと思いますが、誤差の範囲で異なる事は十分にありえますね。
by_cさん
確かに。いわゆる数値誤差の範囲の問題（例えば、1e-8とかのオーダー）なのか、有意なバラツキなのか。
> 方程式の解法に色々あって、その中の「モンテカルロ法」なんてのが代表だと思いますが。
モンテカルロ法はバクチに名前が由来するくらいで、乱数でサイコロ振るようなものですから、変動はあるでしょう。
因みに先に紹介した公差解析ソフト「emTolmate」はモンテカルロ法を使っています。
あと、希薄流体の解析手法にＤＭＳでしたっけ、ダイレクト・モンテカルロ・シミュレーションっていうのを以前使ったことがあります。
> 全然違う答えが出るのであれば、バグを疑ってみるべきでしょう。
そうなれば、メーカーに入力データを送るのがベストでしょうか。
# 2001年10月18日# 09時53分(木曜日)# ハッピー#
> 同じ条件で何度かやりなおして解析したつもりなのですが、
> 解析結果が最高温度80℃のものもあれば、300℃のものもある、、と
> いった感じで変わってしまいました。
by_myuさん
ユーザーサブルーチンで、if文で極端な条件分岐を使ったりすると、数値誤差で西に行ったり、東に行くようなことはあり得るでしょうが．．．
# 2001年10月18日# 11時13分(木曜日)# パンターニ#
> 会いましたが、私の場合ですが、
> テキストファイルを比較確認すると原因すぐわかりました。
by チャーリーさん
FTPが原因なのでしょうか？あと普段はFLSTやFITEMといったコマンドを
良く使うのですがバージョンアップした際、そこがよくエラーがでるため
そこあたりがくさいと思ってますが・・・
# 2001年10月18日# 22時06分(木曜日)# チャーリー#
> > 会いましたが、私の場合ですが、
> > テキストファイルを比較確認すると原因すぐわかりました。
> by チャーリーさん
> FTPが原因なのでしょうか？
もありますし、コンパイラの影響もあるみたいですよ。
ＷＩＮの名エディッタソフトＭＩＦＥＳなど使ってみるといいですよ。
また、他のソフトでもＮＴとＵＮＩＸ間のトラブルは発生しますが、、、
> あと普段はFLSTやFITEMといったコマンドを
> 良く使うのですがバージョンアップした際、そこがよくエラーがでるため
> そこあたりがくさいと思ってますが・・・
私は、いつも借用ユーザーなので、ＡＮＳＹＳプロパティわかりませんが
ほとんどの場合、節点と要素だけと思います。
小さなモデルで試されては、、
# 2001年10月19日# 18時31分(金曜日)# パンターニ#
> > FTPが原因なのでしょうか？
> もありますし、コンパイラの影響もあるみたいですよ。
> ＷＩＮの名エディッタソフトＭＩＦＥＳなど使ってみるといいですよ。
> また、他のソフトでもＮＴとＵＮＩＸ間のトラブルは発生しますが、、、
by チャーリーさん
ここでのコンパイラは他のソフトをANSYS用にトランスレートすることを
おっしゃているのでしょうか？それともANSYS側でinputファイルを読みこむ際マシン語？に変換する作業のことをおっしゃているのでしょうか？教えてください。
# 2001年10月19日# 19時08分(金曜日)# チャーリー#
> ここでのコンパイラは他のソフトをANSYS用にトランスレートすることを
> おっしゃているのでしょうか？それともANSYS側でinputファイルを読みこむ際
> マシン語？に変換する作業のことをおっしゃているのでしょうか？教えてください。
説明が下手ですみません。ANSYS PRE-PRE間と考えて下さいませ。
PRE1(UNIX)の解析モデルの吐出し、PRE2(WIN)の解析モデルの読込み。
そのつもりでレスしてましたが、間違ってますでしょうか？
No.2080# Re: 2054 解析結果
# 2001年10月22日# 09時46分(月曜日)# パンターニ#
> 説明が下手ですみません。ANSYS PRE-PRE間と考えて下さいませ。
> PRE1(UNIX)の解析モデルの吐出し、PRE2(WIN)の解析モデルの読込み。
> そのつもりでレスしてましたが、間違ってますでしょうか？
by チャーリーさん
パンターニです。私の方も説明不足でお互いズレがあったようです。(^^;)
私の場合は、ANSYSのGUIで作業すると自動的にlogファイルが生成されますが、logファイルをエディタで編集してプログラムを作成しています。
input fileでエラーがないのを確認したファイルをFTPでPCに転送して
PC側のANSYSでinput fileで流すとノードの番号がずれてしましました。
UNIXで作成したDBファイルではないのですが・・・。間違っていたら
ごめんさい。それともこのようなファイルでもエディタの違いで
# 2001年10月22日# 18時36分(月曜日)# チャーリー#
To パンターニさん
> 私の場合は、ANSYSのGUIで作業すると自動的にlogファイルが生成されますが、
> logファイルをエディタで編集してプログラムを作成しています。
> input fileでエラーがないのを確認したファイルをFTPでPCに転送して
> PC側のANSYSでinput fileで流すとノードの番号がずれてしましました。
難しいことやってるのですね。
結果のノードが一個とか、ずれたと解釈して
inputの順序とその後の操作でのlogが、ずれたのではないでしょうか？
他に、unix-winでの対応などなにかリファレンスにありませんでしたっけ？
> ごめんさい。それともこのようなファイルでもエディタの違いでエラーが
>出るものでしょうか?
>ちなみにUNIXではHP10.20にはいっているエディタ、PCは秀丸を使ってます。
きっと今回の事象とは異なりますが事例紹介します。
私のところでは、wordpadで保存してしまうとＮＧの確立が高い。
（あくまでUNIX→WINのときに）
viでしたら間違いないでしょうし、秀丸は使ったことないですが問題ないと考えてます。
ftpの転送ミスは、改行コードがちょっとおかしかったりで他へ、
メール転送等の場合、MIFESでの確認修正を私は行ってます。
エラーが出るものでしょうか?ちなみにUNIXではHP10.20にはいっているエディタ、PCは秀丸を使ってます。
# 2001年10月23日# 09時45分(火曜日)# パンターニ#
> きっと今回の事象とは異なりますが事例紹介します。
> 私のところでは、wordpadで保存してしまうとＮＧの確立が高い。
> （あくまでUNIX→WINのときに）
> viでしたら間違いないでしょうし、秀丸は使ったことないですが問題ないと考えてます。
> ftpの転送ミスは、改行コードがちょっとおかしかったりで他へ、
> メール転送等の場合、MIFESでの確認修正を私は行ってます。
by チャーリーさん
wordpadが悪さするんですね。初めてしりました。情報ありがとうございます。
そういえばParasolidのデータをメールで添付してもらうと化けることもありました。
うちではそれ以降圧縮したものを添付してもらうようにしています。
それとlogファイルを編集しておくと結構便利ですよ。いったんプログラムができてしまうと修正が樂だし、Doループのような簡単なプログラムもエディタで組んだ方が解りやすいし。どうも階層の長いメニューをめくるのはめんどくさいので・・・
こうゆうことを書くこと自体おじさんでしょうか？(笑）
# 2001年10月23日# 23時38分(火曜日)# チャーリー#
> wordpadが悪さするんですね。初めてしりました。情報ありがとうございます。
> そういえばParasolidのデータをメールで添付してもらうと化けることもありました。
> うちではそれ以降圧縮したものを添付してもらうようにしています。
> それとlogファイルを編集しておくと結構便利ですよ。いったんプログラムができて
> しまうと修正が樂だし、Doループのような簡単なプログラムもエディタで組んだ方が
> 解りやすいし。どうも階層の長いメニューをめくるのはめんどくさいので・・・
> こうゆうことを書くこと自体おじさんでしょうか？(笑）
私は完全なテキストエディッタ使用が大半で、
マウスに手を持っていくのが、面倒なプチおっさんです。(笑)
最近は、面倒でここ半年は、コンタさえも出力してません。(^^;;
こちらこそ、抜け盛れ（圧縮もでしたね。）すみません。
歴史のあるソフトは味があり、趣深いです。
ただ、使えないことはないのですが、ANSYSのプリだけはどうも好きになれません。
（ANSYSファンの皆さんすみません。）
NASTRANファンも頑張れ！私のところは、Ansysがあるために
なかなか入れられないんですよ、これがまた、困ったものです。
趣旨のトラブルからずれてしまいましたが、
是非とも些細な情報伝達トラブルやうらわざは本掲示板でいろいろ
共有できればなーと思ってます。
(編集担当：imada 2001/12/21)
＜解析結果の利用、精度が問題 ＞
# 2001年7月19日# 16時23分(木曜日)# ゴンベイ#
皆さんに質問します。設計のＩＴ化を進める部門にいる者です。
設計手法を、まず実験してから設計に反映する方法から解析を行いあたりを付けて実験をして設計に反映する手法に変えていたと思っています。
しかし、設計担当は精度を求める傾向にあります。頭では実験結果（3つ以上かな？）と解析結果（実験と同数）を比較して偏差や比率で別の解析結果を推測する手法がいいのではないかと考えているのですが、皆さんのところでは解析結果をどのように利用しているのでしょうか？
# 2001年7月20日# 17時01分(金曜日)# ハッピー#
> 設計手法を、まず実験してから設計に反映する方法から解析を行いあたりを付けて実験をして
>設計に反映する手法に変えていたと思っています。
byゴンベイさん
実験をするにも、とにかく形を決めて物を作らないといけません。その形を決めるときに解析を使えばよいのです。実験して、得られた結果が解析と定性的にあっておれば、一安心。
方向性を決めるツールとしては使えることになりますから。定量的なズレは、モデル化の見直しに反映しましょう。解析→実験→見直しのサイクルを重ねることで、解析の精度が向上し、解析と実験の比重が変わって次第にゴンベイさんの目指す域に近づいて、設計者にとってもハッピーになると思います。一足飛びには難しく、ステップｂｙステップで進めては？
# 2001年7月21日# 12時35分(土曜日)# ピンクのムカデ#
＞しかし、設計担当は精度を求める傾向にあります。 byゴンベイさん
私自身、設計をしておりましたが、解析を担当するようになって、精度のことを口にする設計者に対しては、「では、この部品の設計安全率はいくらですか」と逆に質問するようにしています。（絶対に答えが返ってこない！）
解析精度は、大変重要なファクターですが、それに囚われ過ぎると、設計に
役立たない研究者的解析結果になり、設計現場は離れていくこともありますので注意してください。
（対象商品によりますが、何せ、私共の商品は人命にはあまり関係ないので・・・）
ハッピーさんの言われるように、一足飛びには難しく、「これぐらいの精度で
これぐらいの工数を掛ければ、ほら、設計に役に立つじゃありませんか」を
地道に継続するしかないと思います。
3Ｄツールの普及で、最近は、設計者が少なくなり、3Ｄモデル作成技能者が
多くなっているのが辛いです。ある部品の3次元データをがあるから解析を
したいという依頼で休み前にＡｕｔｏＧｅｍで要素分割したら、細かく汚いのでこの3連休の合間に美しい解析モデルを作成しています。
# 2001年7月22日# 21時45分(日曜日)# burning#
> しかし、設計担当は精度を求める傾向にあります。頭では実験結果
>（3つ以上かな？）と解析結果（実験と同数）を比較して偏差や比率
>で別の解析結果を推測する手法がいいのではないかと考えているので
>すが、
by ゴンベイさん
実験結果といっても、その実験結果自体の精度も問題になると考えます。
（1）ノイズ入りまくりの周波数応答関数（FRF）を持ってきて解析とズレて
います。。。＃実験自体とっても怪しい！
（2）何個かで温度を測ってきましたが、個体差が激しいので一番合うやつ
持って来ました。。。＃…………(-_-;)
（3）歪ゲージも貼れないくらいの小さな部品の強度解析の精度は？と聞かれ
たり。。。＃実験そのものができてないじゃん！
（4）実験とぜんぜん合わないとの苦情。。。＃良く聞くと測定点がぜんぜん違う！
解析するってことは、実験（あるいはその一部）を置き換えることになるわけ
ですから、比較するならその実験そのものの精度も同様に問われるべきと考え
ます。
両方を極めるのはすごく大変そうなので、やはりほどほどの精度で「設計的に
使える結果」が導き出せれば充分でしょう。どの程度が良いかは扱っているモノや現象にもよりますので、ピンクのムカデさんもおっしゃっているように地道な活動が一番かもしれません。
# 2001年7月22日# 22時38分(日曜日)# ハッピー#
> 実験結果といっても、その実験結果自体の精度も問題になると考えます。
by_burningさん
全くですね。私も何度か実験もやりましたが、解析と比較できる精度レベルの実験をするのはホント難しいですネ。
拘束点のガタ、治具の変形、溶接ビードや加工誤差、荷重の不均一性、ヒステリシス．．．
動的な問題、熱的な問題になると、再現性はなかなか得られなかったり。
「実験値」なるデータをどうやって求めたかを吟味してから、それに対応する解析をしないとなかなか合うものでは無いように思います。
重要なのは、解析＆実験の目的をどこに絞るか？でしょうか。
# 2001年7月22日# 23時39分(日曜日)# dan#
> ＞しかし、設計担当は精度を求める傾向にあります。 byゴンベイさん
>
> 私自身、設計をしておりましたが、解析を担当するようになって、精度のことを
> 口にする設計者に対しては、「では、この部品の設計安全率はいくらですか」と
> 逆に質問するようにしています。（絶対に答えが返ってこない！）
同感です。安全率そのものについても、分かってない人が意外に多い。
実験なしでも安全率1.2だからいいとか平気で言う人も・・・
あと、よその部署で、鉄鋼の部品の壊れたものに対して応力解析して
出てきた応力値が7kgf/mm2で、対策品の解析結果が3kgf/mm2だから
OK、なんてとんでもない報告書もあったりして。腐食雰囲気下、でも
ありませんのに。
なんてことがあるので、設計の人に材料の勉強をしてもらおうと思ってます。
もともと解析を利用しよう、という人はあまり精度を問いませんし、こういう
話もきちんと聞いてもらえますね。
(編集担当：imada 2001/12/21)
＜最大応力値が合わない！どーして？＞
# 2001年3月2日# 20時03分(金曜日)# Ryou#
泣きつかせてください！
剛体の破壊を解析しているのですが、実験で測定した
応力にたいして引っ張り荷重に対して、解析で出てくる
応力が2倍ぐらい高く出ます。
通常相対的に比較したりして評価しているのですが
このような場合、最大値に対して、係数をかけたりして
実際の応力に近いように補正するのでしょうか？
例えば集中を考慮して0.**をかけるとか．．．．
どのようにして、実際の応力に近ずければ良いのでしょうか？
意味が通じましたでしょうか？
# 2001年3月2日# 23時37分(金曜日)# ハッピー#
>剛体の破壊を解析しているのですが、実験で測定した
>応力にたいして引っ張り荷重に対して、解析で出てくる
>応力が2倍ぐらい高く出ます。
by_Ryouさん
ちょっと、情報不足ですヨ。
・実験と解析モデルに解析結果に影響を与える差異はありませんか？
荷重の与え方、拘束の仕方、形状の近似
・剛体ということですが解析モデルは弾性体でモデル化していますか？
・応力はどういう場所をどういう方法で測定していますか？
・対する、解析応力値はどうやって評価していますか？
などなど
# 2001年3月2日# 23時48分(金曜日)# imada #
Ryou さん
どのような条件でどのような場所の応力を見ているのか
が良くわかりませんが・・・。
(線形解析か非線形解析か位は教えて下さい)
実験の応力測定結果はある一定面積の中の平均値と
考えられます。（ひずみゲージ法であれば）
一方で、解析により得られたものは応力集中部があ
るとすれば微小な面積（点）の応力値を予測してい
ることになるので精度の良い解析であればかなり差
が出てきます。
線形解析であれば何十倍もの開きが出てくることも
ありますが、非線形解析でも点の応力を見ていると
すれば2倍程度の差異は珍しくないと思われます。
実験で測定された条件を良く見直し、それに相当する
評価法を考えた方が良いものと考えます。
加えて、「剛体の破壊」とはどのようなものですか？
もう少し具体的に説明なさると多くのRESがつくと
思いますよ。
(編集担当：imada 2001/12/21)
＜NASTRANでの歪み、ストレッチの推奨について ＞
# 2000年8月18日# 14時23分(金曜日)# ABC#
NASTRANをご使用されている方に御質問があります。
NASTRANでは、一般に四面体要素等の歪み、ストレッチ
の推奨値というのはあるのでしょうか？
教えてください。
# 2000年8月19日# 00時49分(土曜日)# ハッピー#
>NASTRANでは、一般に四面体要素等の歪み、ストレッチ
>の推奨値というのはあるのでしょうか？
byＡＢＣさん
とりあえず、思いっきり細長いテトラで実行すると、
「THE RATIO OF LONGEST EDGE TO SHORTEST ALTITUDE EXCEEDS 100.000000
USER ACTION: THE TOLERANCE MAY BE ADJUSTED WITH TETRAAR KEYWORD ON THE
NASTRAN STATEMENT.」
というWARNINGがでましたが、解は得られました。辺の長さの比が100を
超えるのはマズイとのことですが、100以下ならＯＫということでは無いと思います。
なんぼ何でも100超はマズイということでしょうね。
(編集担当：imada 2001/12/21)
＜風船モデルでメッシュ品質を考えよう＞
# 2000年8月12日# 14時12分(土曜日)# よし☆三#
私が考えた、自分のメッシュ能力を数値的に計るための方法を一つ紹介
しましよう。是非自分でやってみてください。
通常のメッシング業務で試行錯誤は無いと思うので、自分ならこんな粗さで
こんな形に切るよと言う、一発目のメッシュで評価して下さい。
(現実の物はそんなに簡単で無いので、この評価以上の誤差は確実です
例えば、穴を何分割してますか？？)
<線形静解析>
1．風船の計算を考えます。
2．直径200の球の1/8形状（上から十字に切り、横から切る））を考えます。
3．考えた形状の表面上にシェルメッシュを作成して下さい。厚み1
4．単位面積あたり1の面圧をかけて下さい。
<単位は自分のいつも使ってる物で、、>
評価法
面の表、裏の中で最大のミ-セ゛ス応力と最小の応力値の差を出して下さい。
その値がパーセント表示のあなたの解析誤差です。
ちなみに私がやると誤差0.000...％と完全にゼロですが、何故そんなに
正確な答えが出るのか、文章を読み返えし考えて下さい。
# 2000年8月16日# 10時44分(水曜日)# モLD#
$問題の意図が理解できない初心者ですが駄目解答します。
$Nastran境界プロパティ（カラムは詰めているため合わせてません。）
$覚えてませんが、電卓とNastranのうる覚えの中身のみの手入力
grid 1 100.0 0.0 0.0
grid 2 0.0 100.0 0.0
grid 3 0.0 0.0 100.0
grid 4 70.7 70.7 0.0
grid 5 70.7 0.0 70.7
grid 6 0.0 70.7 70.7
grid 4 57.76 57.76 57.76
cquad4 1 1 1 4 7 5
cquad4 2 1 2 6 7 4
cquad4 3 1 3 5 7 6
pshell 1 1.0 1 1
mat1 1 1.00e+5 1.00e+4 0.49 1.00e+3
$境界条件どんなだったか覚えてません。
$辺を各軸対称で拘束大分抜けましたが
$各要素法線に1.0を加える。
spc 1 156 0.0
spc 2 246 0.0
spc 3 312 0.0
force 0 1.0
# 2000年8月17日# 01時19分(木曜日)# よし☆三 #
そんな感じで良いと思います。メッシュはこの作り方が
正解であるという答えはないので、自由に作ってもらって
良いと思います。3角でも4角でも、、
それから4,5,6の境界条件もあった方がより良いかもね！（笑）
# 2000年8月18日# 00時16分(金曜日)# ハッピー#
>$問題の意図が理解できない初心者ですが駄目解答します。
byモＬＤさん
よし☆彡さんの評価指標
「面の表、裏の中で最大のミ-セ゛ス応力と最小の応力値の差」
からすると、モＬＤさんの回答（Ｂ.Ｃ.は別として）がシンプル＆ベストですよね私は電卓に気が付かず、どうやってＦＥＭＡＰで球殻を作成すべしか？Grid7をどうやって作成できるかが分からずアイデア倒れでした。
でも、本来の風船＝球殻に対する精度という意味では当然メッシュが粗すぎる。
もう少し考えてみようかな
# 2000年8月22日# 12時15分(火曜日)# よし☆彡#
それでは、期限となったので問題の考え方を説明して終わりとします。
前回の問題の意図：
ご想像通り、このモデルは薄肉なのでフープ応力(面内応力、膜応力)
しか発生しません。つまり、曲げ応力が発生しないので上面、中面、
下面で全ての応力値は100です。
平均値が100を下回る場合： メッシュ分割が荒い
応力のばらつきが発生する場合：メッシュがいびつです。
この問題は応力を算出してるので、E(ヤング率)は適当で
良かったわけです。(線形静解析=微少変形という仮定は根本にありますが)
また、ν(ポアソン比)も膨らましてるので0～0.5なら関係ありません。
以上
# 2000年8月24日# 23時39分(木曜日)# モLD#
完全球体、本日ちょっと確かめました。
他に感じたことあったので
いろいろな問題で使える非常にいい題材であることを実感！
中のＡＩＲの温度による質量保存則や、
押した場合のゴム材大変形問題
複雑ですが、跳ね返る運動方程式、振動問題などなど
お蔭様で楽しみ増えました！
# 2000年8月25日# 01時04分(金曜日)# よし☆彡#
>完全球体、本日ちょっと確かめました。 by モLDさん
自己フォローしておきます。やった人はおわかりでしょうが
球体の応力は100でなく50が正解です。 <= 迷われた方すみません！
(編集担当：imada 2001/12/21)
＜テトラメッシュについて ＞
# 2000年8月11日# 07時32分(金曜日)# りょう#
またまた、突然で申し訳有りませんが
テトラメッシュでメッシュを作ると形状にＲがある場合と
無い場合では応力の値がかなり違ってきます。
単純にメッシュのサイズが合っていないのでしょうか？
メッシュのサイズも色々変えてみたのですが．．．．
またメッシュを細かくすると応力値は大きくなっていきます。
そういうもんなのでしょうか？
また、テトラメッシュでは左右対象にメッシュが切れないので
応力が偏って出てしまいます。
ヤッパリ手間隙かけて6面体メッシュを切らなければ
だめなのでしょうか？
# 2000年8月11日# 15時46分(金曜日)# へなちょこ#
>また、テトラメッシュでは左右対象にメッシュが
>切れないので 応力が偏って出てしまいます。
by りょうさん
形状が対称の場合、1/2形状を作成し、対称条件を
設定の上、解析する手もありますよね。
1/2形状にすれば、節点数も1/2ですから、解析時間
も短縮されます。言い方を変えれば、Full形状の
メッシュ数と同じメッシュ数で1/2形状にメッシュを
作成した場合、メッシュは細かく作成できますから、
同じ解析時間で、精度の良い結果を得ることができる
はずです。
(編集担当：imada 2001/12/21)
＜精度って？ ＞
# 2000年8月11日# 11時39分(金曜日)# ワーカーホリック#
解析結果（答え）の精度とは
どのようにして調べるのでしょう？
精度と聞くと、とても重要な気がします。
結果が出ても、精度が悪ければ
その答えはあまり意味がないってことですよね。
# 2000年8月11日# 12時14分(金曜日)# よし☆三#
>メッシュを細かくすると応力値は大きくなっていきます。
by りょうさん
市販ソルハ゛ーの多くが、そのようになることは理論的に
証明できます。そして、高い値がより真解に近くなります。
結論から言えば、メッシュが大きすぎるので細かくする
必要があります。
結局無限に細かくすると良いのですが、計算コストが
あがるので、結果を見たいところを限定して細かくします。
逆に言えば、間違ったところを細かくするとその場所が、
本来高いはずの場所よりも高くなってしまいます。
だから、経験あるエンジニアが必要なんですね～
初めて計算する人は均等に切って、要素次数を上げた
要素で計算する方が近道かもしれません。
# 2000年8月11日# 12時25分(金曜日)# りょう#
>そして、高い値がより真解に近くなります
それは相対的に見た場合ですか、絶対的にも
真の応力値に近くなるのでしょうか？
現在行っている解析では計算上は倍近い応力値が
出ているのですが？？？？
# 2000年8月11日# 12時59分(金曜日)# よし☆三#
お答え：絶対的な真解です。
中級者でも応力が半分ぐらい違う結果を
出してしまうのは、非常によくあることです。
重要なことはそれを認識しているか否かでしょう。（笑）
自分のメッシュに自信がなければ、Ｐ法の結果などと
比較するとセンスが磨かれます。
-----------追加
要素の種類についても、追加しておきます。
要素は、ある仮定が入ってます。その仮定は
ソリッド、シェル、2Ｄ、梁などの順番で厳しくなって
行きます。
例えば同じ形の要素を考えても、いろいろな仮定を
盛り込めますので、形が一緒でも計算すると結果が異
なります。要素は定式化の仮定の範囲を超えて使うことが
出来ないので、答えが違うのは当たり前ですが、
初心者にとっては不思議に見えるかもしれません。
一方、ソリッドは仮定が入っている要素は少ないはずの
ですが、一般的にテトラの様に節点数が少ないほど固い
はずです。(他の要素も同じ) しかし、見方を変える
と固いのではなくより多くの分割が必要なコストパフォー
マンスの悪い要素と言うことになるのです。
PS 節点と言うのは、曲げを関知するもの、圧力を
関知するものなどなど、表には見えない物もあります。
# 2000年8月11日# 14時36分(金曜日)# ぴよ#
>テトラメッシュでメッシュを作ると形状にＲがある場合と
>無い場合では応力の値がかなり違ってきます。
>単純にメッシュのサイズが合っていないのでしょうか？
>メッシュのサイズも色々変えてみたのですが．．．．
>またメッシュを細かくすると応力値は大きくなっていきます。
>そういうもんなのでしょうか？
Byりょうさん
これは応力特異場の問題だと思います．
Ｒが有る場合は，メッシュサイズを細かくしていけば
一定値に近づいていくと思いますが，
Ｒが無い場合，角部の頂点に応力が集中するので
理論的には，応力＝無限大になると思います．
>お答え：絶対的な真解です。
Byよし☆三 さん
Ｒが無い場合，真解＝無限大ですよね．＞よし☆三さん
>また、テトラメッシュでは左右対象にメッシュが切れないので
>応力が偏って出てしまいます。
>ヤッパリ手間隙かけて6面体メッシュを切らなければ
>だめなのでしょうか？
Byりょうさん
6面体メッシュを切っても，要素サイズを細かくすれば
するほど応力値は大きくなりつづけるのではないでしょうか？
特異場に応力が集中する場合，計算結果をどう評価していいか
悩むところですが，私は，メッシュサイズを統一して相対評価
をしています．絶対評価（破断するか否か）は出来ませんが，
この設計は，あの設計よりも応力値が30％低いといった評価が
出来ます．みなさんはどうしてますか？
>解析結果（答え）の精度とは
>どのようにして調べるのでしょう？
>精度と聞くと、とても重要な気がします。
>結果が出ても、精度が悪ければ
>その答えはあまり意味がないってことですよね。
Byワーカーホリックさん
>お答え：絶対的な真解です。
Byよし☆三 さん
でもそれは，定義した解析モデルから生成される連立方程式の
解にすぎませんよね．現実の物理現象が再現出来るかどうかは
解析モデルが物理現象の条件に一致しているかどうかにかかって
います．良い解析モデルを定義するには高度な知識と経験が
必要でしょう．しかし，使わないと上手にはなれません．
>わからないことだらけです。こんな素人向けにぴったりの
>本があれば教えて下さい。
Byりょうさん
メッシュに切り方については
「有限要素法のノウハウ」森北出版 東町高雄 著
をおすすめします．
ＣＡＥは，しょせん関数電卓みたいな物です．
単なる道具ですから気楽に使いましょう．
慣れてくれば，いい仕事が出来るようになるはずだと
考えて精進しています．
（道具に使われないように注意しませう．）
# 2000年8月11日# 15時33分(金曜日)# りょう#
ぴよさん、よし☆三さんご解答ありがとうございます。
>メッシュサイズを統一して相対評価をしています．
私も同じような考えかたで評価をしていたのですが
応力が高くでることや、Rを付ける付けないで値が変わって
しまうので、不安になってきた次第です。
「有限要素法のノウハウ」早速調達します。
チョット気が楽になりました。
どうも数字が出るだけに、机上だけで視野がドンドン狭くなって
しまう．．．．技術者としての器の小ささか？？？？
# 2000年8月11日# 15時46分(金曜日)# へなちょこ#
＞でもそれは，定義した解析モデルから生成される連立
＞方程式の
＞解にすぎませんよね．現実の物理現象が再現出来るかどうかは
＞解析モデルが物理現象の条件に一致しているかどうかにかかって
＞います．良い解析モデルを定義するには高度な知識と経験が
＞必要でしょう．しかし，使わないと上手にはなれません．
ぴよさん
解析結果と実験値の比較をほとんどの場合、やっています。
実験値に対して、解析結果の値がどの程度なのかを確認する
場合がほとんどです。
実験結果がない場合などは、相対比較する手も良く使います。
（こっちの方が多いかもしれません）
# 2000年8月11日# 18時11分(金曜日)# よし☆三#
>解析結果と実験値の比較をほとんどの場合、やっています。
>実験値に対して、解析結果の値がどの程度なのかを確認する
>場合がほとんどです。
>実験結果がない場合などは、相対比較する手も良く使います。
>（こっちの方が多いかもしれません） by へなちょこさん
ぴよさんが着目されてるのは誤差の種類についてです。
誤差はぴよさんが言われる、
1．モデル化による差異
それから
2．離散化誤差（要素を有限個に分割する時の誤差）
3．ソルハ゛ー時の数値誤差(イプシロン)
などが思いつきます。 以前話題に出たゴムと鉄は一見
1番の様ですが、実は3番なんです。
ゴムがK(剛性)=1、鉄がＫ＝1000とすると、
合わせるとKmix＝1001つまりＫ＝1000となり、
ゴムが無視されます。
これは一見エラーや誤差の様な感じがしますが、違います。
剛性はK=1000で良いのです。（ゴムを無視）
鉄から計算された変位を使い、ゴムの応力を求めれば良いからです。
ところがゴムだけに接続された節点があると、1000や1が
マトリックス上に混在してくるわけです。
ここで、逆行列を求めようとするとき着目軸上に低い値がくると
精度が落ち、0の場合は剛体運動を表す事になり、停止します(発散)
おっと、これは世の中は色々な解き方があるので、イメージとして取って
いただけたら良いと思います。
ちなみにソルハ゛ーも馬鹿でなく、計算群(ピボット)の精度を
保つため、Kを入れ替えるとか、0の場合は停止せずWARNING
を出して自分でバネを追加したりします。また、逆に変位だけで
良いなどの場合は、微少項を無視して計算を早める様な事が
行われてます。(固有計算では近似が常識ですが)
また、たぶんみなさんが使われてるソルハ゛ーの多くはスパーズ化した
マトリックスにピボットを置いて効率よく解いてるでは無いでしょうか、、、
すこし言い切ってしまったところがあるので、あしからず（笑）
(編集担当：imada 2001/12/21)
＜FEMに比べてBEMの立場はどーなんだ？＞
# 2000年8月2日# 20時11分(水曜日)# TBD#
BEMも、3D-CADが普及しなければ、設計では結構いい地位を占めていたと思いますよ。
BEMの方が精度がいい場合もありました。決して「計算誤差が偶然、現実に近い方向へ動いた」というわけでもなかったと思います。破壊力学で育った私などは、2次元問題のＫ値（応力拡大係数）を求めるのに結構重宝していました。FEMよりは手軽に計算できましたからね。そういえば、ＢＥＭは、九大の村上先生の体積力法の地位を奪ってしまったんじゃないで
しょうか？（ローカルな話でスミマセン。）
でも、BEMは一世を風靡したものの、FEMでできなかった世界を開拓したに留まりましたね？
FEMで有名なZienkiewicsさんとは3度ほどお会いしたことがあるのですが、その2回目のときがBEMの興隆の時期でした。彼はキッパリと「BEMは無限遠方を扱える点を除いては、FEMに勝るところはない。」と言ってのけていました。
確かにその通りになりました。私の周りでは、音響、電磁界解析以外は使われていません。
そして、3D-CADが普及した今、FEMがそれとしっかりと結びついて、CAEの王者となり、BEMはFDM（差分法）よりも地位が下がってしまったような感もありますね。
(編集担当：imada 2001/12/21)
＜大規模解析の可視化＞
# Duffy # 2000年6月20日(火)10時11分 #
>前に本掲示板でDuffyさんが紹介された大規模解析プロジェクトAdventureのコロセウム
>のような「どこで何が起こるか予想しにくい」ような解析でしょうか？
>それとも航空機エンジンなどの複雑な機械のように、「挙動はある程度予想できるが
>部分を取り出しても境界条件を決められずに全体モデル（ないしかなり広い範囲）で
>解かざるを得ない」解析でしょうか？
>あと、大規模な非線型、非定常解析の場合ポストファイルが莫大になると思いますが
>そういう点は特に心配無いのでしょうか？どんな種類の解析を想定されているのでしょう？
ハッピーさん
Adventureでは汎用ソフト作ることを目指していますので、
何をどう解くかはユーザ次第ということになります。
従って、例に挙げられたどちらの解析も考慮する必要が
あります。
パンテオンの例でいいますと動解析をするときに、
ある点の変位の時刻歴を出せるようにという解析者側の
リクエストがあり、メッシュ生成側で対応するということが
ありました。メッシュを適当に作る場合、補間による
精度低下が生じますので、そこがどの程度割り切れるのかな
というところが気になりました。
1000万DOF超の解析の場合、解析者の作業が従来の常識では
想像しにくいものとなると考えられます。
・節点や要素の一つ一つをとても意識していられない。
・デジタル出力による結果表示は現実的でない。
・三次元対応の可視化ソフトを操作する際、解析者は何を見たいと
思うのか。どのようなインタラクティブな操作をしたいと考えるのか。
部分的に、より詳細なデータを取り出したいときにどのように位置
指定をするのか
等です。
今現在、0.5M DOF程度の解析を実務としてしておられる方が
いらっしゃれば、この当たりのことについてヒントを
伺えるかと思いました。
ポストファイルについてはソルバから可視化モジュール
へのデータ受け渡しという点で現在検討中です。
(編集担当：imada 2001/12/14)
＜歪エネルギー＞
# ごんた #2000年5月11日(木)14時14分 #
はじめまして、ごんたと申します。
現在、I-DEASを利用し、強度解析をおこなっています。
強度計算を行うと、歪みエネルギーが計算されてきますが
この数値から何が判断出来るのでしょうか？
要素の大きさの判断をすることが可能なのでしょうか？
（例えば、数値が大きい要素は、計算精度があんまり良くない etc)
基本的な質問で申し訳ありませんが、どなたか教えて下さい。
# ハッピー #2000年5月12日(金)01時05分 #
歪みエネルギーはＦＥＭにとって最も基本的な量の一つだから出力してくれるんでしょうね
何に使うかは、ユーザー次第かな。
歪みエネルギーではなく、歪みエネルギー密度であれば、メッシュの品質の判定に使えます。
歪みエネルギー密度の等高線を描くとそれが本来理想的なメッシュパターンを示しています。
やはり学生のとき、友人が「歪みエネルギー密度分布に基づく最適メッシュ分割法」とかいう内容で卒論書いてました。今で言うAdaptiveメッシュの走りですね。
この掲示板で「Optishapeによる最適設計解析」が話題になりましたが、あのソフトは歪みエネルギー密度を評価基準として、不要な部分を判定しているようです。歪みエネルギー密度が小さいところは「働いていない＝不要」と見なせるわけです。
あと、歪みエネルギー（今度は密度じゃない）は、構造のバネ定数を求めるのに使えます。
例えば棒状の部材を力Ｆで引っ張ったときの、棒全体の弾性歪みエネルギーがＵであったとすると、バネ定数は、Ｋ＝2Ｕ/（Ｆ^2）です。
衝突解析なんかだと、運動エネルギーをどれだけ変形で吸収できるかが評価できるでしょうね。
車の設計なんかで使っていそうな気がします。乗員の生存空間を確保できる範囲の変形でどれだけの歪みエネルギーになるか、がどれだけの速度＝運動エネルギーを許容できるかの判定に使えるような。いかがでしょうよし☆///さん。
# よし☆彡 #2000年5月19日(金)17時21分 #
>衝突解析なんかだと、運動エネルギーをどれだけ変形で吸収できるかが評価できるでしょうね。
>車の設計なんかで使っていそうな気がします。乗員の生存空間を確保できる範囲の変形で
>どれだけの歪みエネルギーになるか、がどれだけの速度＝運動エネルギーを許容できるかの
>判定に使えるような。いかがでしょうよし☆///さん。 ｂｙ ハッピーさん
少し前の掲示ですが、見落としていたので改めてコメントさせていただきます。
私が答えるとまるで車両の衝突解析をしてるようですが、やったことはありませんのであしからず。
ひずみエネルギーの評価は私もハッピーさんのおっしゃる通りだと思います。
エネルギー吸収という意味でかつ雰囲気がわかれば良いというのであれば
1．線形解析のエネルギーから->材料塑性カーブにマッピングし予測する。
2．静解析のエネルギーから ->動解析の変形量を予測する。(こっちは解析じゃないか、塑性力学かな)
なども使われるのでしょうか。
車の衝突などは、時間差分を解くときに誤差からエネルギーが減少するので、解析の精度判定に使ったりもすると思います。 プレス加工ならいざ知らず車の衝突は低カーボンの鋼などは特に衝突時にひずみエネルギーの蓄え量が上がってしまうのでやっかいですよね
(編集担当：imada 2001/12/14)
＜ミクロの世界＞
# しょう #1999年10月12日(火)11時41分 #
私は解析の初心者ですが、部品サイズがμなのでメッシュや解析実行時に
エラーが出てしまいます。（ちなみにＫＳＷＡＤ）
こんな時、サイズを単純に10倍100倍に変更して解析を行っても問題ありませんか？
材料値はそのままで良いのでしょうか？
教えて下さい。
# ハッピー #1999年10月13日(水)00時19分 #
>部品サイズがμなのでメッシュや解析実行時に
>エラーが出てしまいます。（ちなみにＫＳＷＡＤ）
>こんな時、サイズを単純に10倍100倍に変更して解析を行っても問題ありませんか？
>材料値はそのままで良いのでしょうか？
>教えて下さい。
なんか、いろんな方の書き込みがドッと来ましたね。
「ミクロだからエラーが出る」というのは、いわゆるＣＡＤ、プリの世界のトレランスが相対精度でなく絶対精度で設定されているからなんでしょうかねぇ。そのせいで、ユーザーが与えたのとは大きく異なる形状がソルバーに渡ってしまって、例えば接触問題のクリアランスなんかが狂ってしまって収束しないとか。まさか、ソルバーのデータ読み込み部が固定小数点になっているわけないし。まずトレランスを疑ってみてはいかがですか？
ＫＳＷＡＤが絶対精度がデフォルトであったとしても相対精度も選択できるかも知れませんよ。
プリからソルバーにファイル経由でデータを渡す際に固定小数点のテキストファイルが用いられているのかも。
或いは非線型解析の収束判定が、相対判定ではなく変位の絶対値判定になっているのでしょうか？
この場合も恐らくユーザー指定が可能だと思うのですが。
もちろん、おっしゃるように寸法値を何桁でも変えても構いません。なお関連するデータ（荷重、物性値）の単位をきっちり合わせるのは当然のことですヨ。例えば、最初、ミリを長さの単位、kgfを力の単位とした場合、圧力、ヤング率のては単位はkgf/mm^2となります。
仮に長さの単位をμにすれば、長さの数値は3桁増える（0.01mm→10μm）一方で、ヤング率は、6桁減らす（21000kgf/mm^2→0.021kgf/μm^2）ことになります。エラーの原因が上記形状のような処理の部分であれば、物性値の桁が小さくなっても問題無いでしょう。
また、線形計算であれば物性値はそのままにして計算して、得られた結果を6桁小さくする手もありますが、あまりお勧めできませんね。統一的な単位できっちり解いた方が良いと思います。
＃どういうエラーで落ちるのか紹介していただけませんか？
# もぐら #1999年10月13日(水)00時26分 #
メッシュを切るということは有限要素法を用いて解析しようとしているのでしょうか．
FEMの場合，対象を連続体として扱うわけですから，どんなに小さな解析対象になってもやはり連続体として扱います．
したがって解析対象を大きくするのではなくて，メッシュの大きさを解析対象に合わせて小さくすればよいのではないでしょうか．
また現象に合わせて要素分割数等を考慮してくださいね
(編集担当：imada 2001/12/14)
FEM各論/P法・アダプティブ法
も参照ください。
（P法やアダプティブ法を中心として精度の議論もされています）
(編集担当：imada 2001/12/14)
CAE総論/うそ計算/
も参照ください
（解析誤差をマクロな立場からとらえています）
(編集担当：imada 2001/12/14)
FEM各論/ヘキサ要素/
＜風来坊のヘキサ要素復習会＞も参照ください
(編集担当：imada 2001/12/14)
＜ニューマークのβ法＞
# よし☆彡 # 1999年7月10日(土)00時22分 #
陽解法をご存じの方は当たり前ですが、解析というとマトリックスを
解く解析が非常に多いと思います。（陽解法を知ってる方は忘れてね！）
等加速度法は一定の加速が入ったときにどのくらい距離が進むか
といったイメージでΔｓ＝a×Δtで表し、Δtが時間増分になります。
これはわかるでしょ？
陽解法の手法のなかで有名な手法はニューマークのβ法というのがありまして、言ってみれば数値誤差を少ない計算量でやる手法だと私は思います。
この中のβ値を変えてやることにより、その式は上の等加速度法やたとえば
線形加速度法などに変わるのです。目開き積分をテーラー展開して解くのですが、実際には無限項になり、数値計算に向かないのです。したがって組み合わせ計算により近似解を求めてるのです。
．．．ん～ 詳しく知りたかったら振動とかの本みてね。
陽解法（衝突、衝撃、拡散など？）ばっかやる人は、陽解法という言葉が一般的かもしれませんね～！
(編集担当：imada 2001/12/14)
＜教えて下さい 折れるポイント＞
#Gan#6月16日（火）18時37分37秒#
あるプラスチック片持ち梁形状に、荷重をかけてその発生応力から、その物が折れる（破壊する）判断をしました。
例えば、荷重10Ｋｇｆで、その材料の最大許容曲げ応力値（カタログ値）に達した為、この梁の許容最大値は、
10Ｋｇｆですと言った具合です。そして、この形状で実際の部品を作り実験した所、16Ｋｇｆで破壊する事が
確認できました。この解析の精度は、一般的な数値でしょうか？また、これに誤差が出た原因を考えてみましたが、
①カタログの最大曲げ許容応力値が違う（少し実際には余裕をみている？）
②これで判断してはいけない？（別の判断方法がある？）
くらいしか思い浮かびません。この樹脂は、Ｓ－Ｓ線図上ほぼリニアに変化し、ガラスなど強化してありますので、
確実に折れるようなデータとなっています。そのため線形解析で十分と判断し、線形解析を行ないました。
どなたか似た様な経験をお持ちの方ご意見をお聞かせ下さい。
#Gan#6月19日（金）18時08分32秒#
個人宛てのメールや、113の管理人様のご意見などありがとうございました。少しづつですが、ヒントらしき事は、
思い浮かんできました。そこで、また、話しを蒸返すようですが、解析の精度は、皆様どれくらいを持って良しと
しているのでしょうか？私は、ある静解析で誤差が、10％程度でＯＫとした事があります。また、これくらいでな
いと実用性が無いと判断します。これは、実際の設計にこれ以上の余裕をとると、事実上設計できなかったり、設計
しても役に立たない物になる事が多いと言う経験則に因るものです。
例えば、金属（鉄関係）の静解析の精度、プラスチックの精度、または、固有値解析の精度等参考になる事例をお持
ちの方がいらっしゃいましたら、教えて下さい。
#有泉#6月19日（金）22時31分34秒#
解析誤差とは何を指して言うかを明確にする必要があります。
全てを語ると長くなりますので静解析の場合を例に取ります。
最終的には理論値や実機試験の計測結果を基準にしてどれくらい
解析結果がずれているかで評価するのが一般的だと思います。
確かに単純形状をした片持ち梁などの理論値ですと手計算でも容
易に求まりますのでその基準になる値が容易に得られ、手計算と
同一条件で解いた解析結果を照合してどれくらいずれているかを
云々すれば良いわけです。
しかし実機試験結果との照合ではこのような単純比較では大き
な誤りを犯す可能性があります。
その他にも思うような解析結果が選られない原因が沢山有りますので
代表的な5例についてコメントいたします。
＊＊一番目の問題点＊＊
なぜならば、まず実機試験における計測誤差があります。とくに
歪計を使った応力測定などはそのゲージ貼り付けの経験や、気候
などまでもが影響を与えます。
又得られた歪値や応力値と解析結果との照合でもその方向等を厳
密に合わせてやらなければ、正しい比較評価にはならないわけで
す。
（まずこれが第一歩であり、歪計で計ったそのままの値と解析で
得られた主応力やミゼス応力を比較するなど論外と言えるでしょう）
さらに一般的に解析は図面の寸法で解析モデルを作成いたしま
すが、実際に出来ている製品は最も良くて図面に示された寸法公
差内、人命に関わらない製品などの場合は、公差を大幅に外れた
製品を実機試験に供することも珍しくはありません。
そうすると、基準となるべき製品が既に解析モデルと違うことに
なり最初から大きな相違点（誤差）を抱えることになるわけです。
特に応力集中部になり易い板曲げ部分の肉圧や、溶接ビード部の寸
法などは図面どおりに出来ていないと思ったほうが良いでしょう。
（当然人命に関わるような製品の場合はこのあたりはしっかりと
品質管理されていると信じておりますが？？？）
この他にも沢山の誤差要因が基準になるべき実機試験側には
ある事実をまず認識する必要があります。
＊＊2番目の問題点＊＊
次に解析モデルと試験モデルの整合性です。特に荷重拘束条件
が僅かに相違した場合でもその結果には大きな差が出ることがあ
ります。
ですからこの部分がずれていたなら何％の誤差などとはいえなく
なり、解析モデルが誤っていると言うことになるわけです。
8月号の日経メカニカルに簡単な実例を示します。
（私のホームページの会員になっていただければホームページで
すぐみれますが）
余談ですが一部の製造業の試験基準で、実際の製品の使われ方と
大きく異なるような試験基準を設けている例があります。また20年
以上前に決められた試験基準をそのまま何の疑問も無く、その狙い
をも理解せず使っている例を見かけます。この辺りも解析精度の話
とは若干ずれますが、設計の品質確保、設計技術の面からは問題だ
と思います。
＊＊3番目の問題点＊＊
次に解析モデル化上の問題点があげられます。しかし私はこの部
分は設計用途でのFEM利用では、先の二つに比べてあまり大きな問題
とは考えておりません。
解析モデル化上の問題点も沢山有りますが、ここでは代表的な1例を
あげます。
一つ目は適切でない解析モデル形状の簡素化です。
解析モデルを作製するに当たり闇雲にメッシュを細かくするわけには
行かないわけで、小さな穴やフィレっと等を簡素化したり省く場合が
有ります、この場合その製品に起こるであろう変形や応力分布を事前
に予測した上での簡素化を行わないと、応力集中部や、曲がりの節な
どにきわめて荒いメッシュを持ってきて、本来起こるべき妥当な挙動
が得られていないないケースを見かけます。
承知でこのようなラフなモデルかをする分には全く問題ないのです
が、良く解らずにこのようなモデル化をして、又その結果を真に受け
て与野でいたら大問題です。
（私の場合、設計の初期段階での方針決定などでは、極めてラフなモ
デルで進めますが・・解って使う分には全く問題ない事ですが）
また、最近はコンピュータが早くなって来たためものすごく厳密な形
状再現をしている例を見かけます。
確かに精神的な安心な面からはこの方法も有ると思います。
しかし設計用途の解析です、私などは1モデルかも含め10分以内に答
えが得られなければ意味が無いなどとの極論も唱えておりますおりま
すので、このようなアプローチはどうしても納得出来ません。
これはP法のソルバーでも同じ事が言え、設計用との解析に2日も掛け
て答えを出すなど言語道断であるともいえるでしょう。
製品開発の最終段階で試作試験に前だって厳密な解析をしておく目的
やコストに関わる微妙な設計の詰め、極めつけは原子力に代表される
試験が出来ない部分での設計品質確認の場合は、当然とことんその結
果精度を追求しなければなりませんが。
モデル化精度には他にも要因は有ります割愛いたします。
＊＊4番目の問題点＊＊
解析ソルバーの信頼性によるもの
充分使い込まれた解析ソルバーで克つ使い込まれた要素の場合は
あまり問題が無いのですが、新しいソルバーや解法、要素の場合
時折バグが存在いたします。私の20年以上の経験で数十件の経験
が有りますので新しいソルバーや要素、解法を使うときは必ず手
計算で検証できるモデルでその信頼性を確認してから活用を始め
るようにしたほうがベターです。
本来はベンダーで確り確認をした上で外に出すべき話ですが。
＊＊5番目の問題＊＊
ソルバーの使い方を誤っているケース。
各所で要素の使い方等の誤りを見かけます。
これはいくら道具が簡単になっても、避けては通れない問題で
す。
やはり基本的なことは、しっかり勉強しましょう。
日経メカニカルの9月号で本当に基本的な部分をレクチャーする
予定です。
・・これではGanさんの質問には答えていないことになるかもし
れませんが、まずはこの辺りの部分を明確にしてから何％の話
が出てくると思います。
私の場合その目的により、オーダーさえ合っていれば良いラフ
な場合から99.99％を追求する場面まで各様です。
(編集担当：imada 2001/12/12)