<制振鋼板の振動解析、シェルのモデル化方法>

# 2003年7月9日 # No.5575 # はんにゃ #
制振鋼板(鋼板と鋼板の間に断熱材を入れてスポット溶接したもの)の振動解析を行うためのモデル化はどうしたらよいのでしょうか?
私の考えは
1.制振鋼板の全厚さを持つshell要素を使用する。
2.shell要素で作った鋼板2枚を節点共有or剛体要素でつなぐ。
3.鋼板・断熱材・鋼板の積層材を使用する。
です。
以前、実務で「2」のモデルを使用し、固有値は実験とほぼ合いました。
減衰を何%にするかで違ってくるので、鉄の2%として計算し、実験の応力値と解析値から比を求め、補正しました。対策品での応力はこの補正値を用いて応力としました。
「1」は固有値がかけ離れました。
「3」は私には難しい。

「2」についてある人は、鋼板と鋼板の間は接触を定義していないから駄目だと言いました。
私は「実物と全部同じでなければ解析できない(絶対値がでるor実験値と同じ)」とは思いません。

私が知らないだけかもしれませんが、接触を定義して振動解析できるのでしょうか?
このようなことが出来る解析ツールは存在するのですか?
また、このような解析をやっている会社はあるのですか?

よろしくお願いします。



# 2003年7月9日 # No.5580 # ハッピー #
制振鋼板とは縁がないので教えて頂きたいのですが
板面に対し、スポット溶接は何カ所くらいあるのでしょうか
例えば1×1mの板の10cm格子間隔であるとか。どれくらいのピッチなのでしょう。
ピッチが細かいようであれば、等価な異方性剛性板での置き換えができるかも知れないと感じましたので。パラメータ同定のためには、実験か、きわめて詳細な部分モデルによる解析が必要となると思います。
あと、使っておられるソルバーにユーザーサブルーチンがあると等価置換がし易いかも。



# 2003年7月9日 # No.5581 # ピピ #
はんにゃさん。また面白そうなことやってますね。
私もちょうど非線形振動現象を線形モデル化するところで、なかなか実験と合わないので悩んでいます。
問題にしてるのが、高次モードなので、尚更悩ましい。

> 制振鋼板(鋼板と鋼板の間に断熱材を入れてスポット溶接したもの)の
> 振動解析を行うためのモデル化はどうしたらよいのでしょうか?

ちょっと分かりにくいのですが、確認したいことは何でしょうか?
周波数応答関数?　それとも、過渡応答?

> 私の考えは
> 1.制振鋼板の全厚さを持つshell要素を使用する。
> 2.shell要素で作った鋼板2枚を節点共有or剛体要素でつなぐ。
> 3.鋼板・断熱材・鋼板の積層材を使用する。
> です。
> 以前、実務で「2」のモデルを使用し、固有値は実験とほぼ合いました。
> 減衰を何%にするかで違ってくるので、鉄の2%として計算し、実験の
> 応力値と解析値から比を求め、補正しました。対策品での応力はこの
> 補正値を用いて応力としました。

私も、「2」で良いと思います。
剛性的に、断熱材の影響は小さいはずですから、2枚のシェルの間でスポット溶接をモデル化してやれば、十分な気がします。
ただ、断熱材は減衰に大きく影響するはずですから、その部分をモデルに反映するためには、実験的に求められた周波数応答関数が必要になるのでは無いでしょうか?
あるいは、実験的に求まった応力値から、モーダル減衰比を合わせこんでしまうという手もあると思います。
そこがモデル化できていれば、得られた結果に対する補正は不要になりますよ。
問題は、スポット溶接の適切なモデル化ですよね。
複雑な形状で、高次モードまで見るのであれば、真剣なコリレーションが必要だと思いますけど、結局は実験との合わせ込みでしか成立しない作業だと思います。
多分に経験的な作業では無いかと...
私は、苦手な作業です。

> 「2」についてある人は、鋼板と鋼板の間は接触を定義していない
> から駄目だと言いました。
> 私は「実物と全部同じでなければ解析できない(絶対値がでるor実験
> 値と同じ)」とは思いません。

これは、はんにゃさんが正しいでしょう。
「そんなこと言ってたら、設計ツールになりませんよ」って言い返して下さい(笑)。

> 私が知らないだけかもしれませんが、接触を定義して振動解析できる
> のでしょうか?
> このようなことが出来る解析ツールは存在するのですか?
> また、このような解析をやっている会社はあるのですか?

境界非線形(接触)を含んでいたら、モーダル法で扱えないことは間違いありませんね。
このモデルでは、当てはまらないかもしれませんが、境界非線形性を持つ回転体振動などでは、高調波や分数調波が乗りますから、CAEで非線形の周波数応答を正確に得るのは、非常に難しい気がしますが、どうなんでしょう?
あと、衝撃などに対する過渡応答解析は、直接法で解くんでしょうね。
これもやったことないので、分かりません。

どなたか、HELP!



# 2003年7月10日 # No.5584 # はんにゃ #
ハッピーさん、ピピさん、回答ありがとうございました。

> ちょっと分かりにくいのですが、確認したいことは何でしょうか?
> 周波数応答関数?　それとも、過渡応答?
by　ピピさん

周波数応答です。
NASTRANの非線形解析ハンドブックを見ると、「非線形過渡応答解析」ができるそうです。

>パラメータ同定のためには、実験か極めて詳細な部分モデルによる
>解析が必要となると思います。
by　ハッピーさん

やはりテストピースを実験して、解析と合わせこまないと駄目ですよね。
「実物と同じモデルじゃなきゃ駄目だ」人曰く、解析だけでやりたいそうです。
世の中の流れが「試作を行わずバーチャル」になってきていますが、解析だけで
バーチャルは無理じゃないでしょうか?
実験をやって、解析を行うパラメータの蓄積をしていかないと駄目じゃないでしょうか?
話がずれました。



# 2003年7月10日 # No.5585 # ハッピー #
> やはりテストピースを実験して、解析と合わせこまないと駄目ですよね。
by はんにゃさん
制振鋼板は、サンドイッチされた断熱材によるダンピングがミソとすると実験コリレーションは不可欠のように思います。精密なモデルを組み立てた場合も基本特性はピーステストに依らないと。
ねぇピピさん?　解析は、パラスタ、設計変更効果の予測という位置づけでしょうか。



# 2003年7月11日 # No.5590 # よし☆彡 #
> 1.制振鋼板の全厚さを持つshell要素を使用する。
> 2.shell要素で作った鋼板2枚を節点共有or剛体要素でつなぐ。
> 3.鋼板・断熱材・鋼板の積層材を使用する。

はんにゃさん、こんにちは!

私が思うに変形形態からすると、1.と3.は同じような傾向で、
2は2枚の板が異相になることもあるので、結果が異なってくる
こともありかなぁ～と思っているのですが、、、
どうも感覚的に断熱材が入っていることから,鋼板同士は同相で
変形するという感じがするんです。
　そう考えると、1,2,3は同じような結果とならないとおかしい
ような気がします。

例えばδ/wは曲げこわさEIに比例し,Iは板厚の3乗で利くので,
板厚t1.0の鋼板の張り合わせを入力するとき,合計の板厚である
t2.0を入力データとして用いると,スポット間が長いモデルや
板間がズレあう可能性のあるモデルは剛性が4倍程度あがって
くると思いますが、この点は入力時に考慮されてるんですか?



# 2003年7月11日 # No.5591 # ハッピー #
> どうも感覚的に断熱材が入っていることから,鋼板同士は同相で
> 変形するという感じがするんです。
by よし☆彡さん

私もそう思います。
一枚の等価板に置き換えれたら良いのではないかと。
10年以上前でしたか、洗濯機の筐体に初めて制振鋼板が採用された時にTVコマーシャルでオーケストラの指揮者風の人が、従来洗濯機ではシンバルのように筐体前面を叩いていたら制振鋼板の新型にすり替わって「ボムッ」という鈍い音になり「?」となっていた記憶があります。
その後、雑誌に掲載された記事で初めて制振鋼板を知ったのですが、ラミネート状で一枚板として挙動しそうな印象を持っています。
間がクッションなので、並列バネと見て板厚としては一枚分のt、密度、ヤング率を2倍にするとどうでしょう。
でもダンピングを含め実験コリレーションは必要と思いますが。



# 2003年7月11日 # No.5596 # ピンクのムカデ #
>10年以上前でしたか、洗濯機の筐体に初めて制振鋼板が採用された時に・・
by ハッピーさん
CAEの世界に入り込む前の設計時代の私の仕事でした(懐かしい)
一時的に売れましたが、材料コストが高く、すぐに消えて・・・
その後、別の用途で話題になっている周波数応答を解析しましたが
鋼板の間の樹脂物性の扱いや積層のモデルなども色々と試みましたが
最終的には、実際にプレスされて商品の形状となると部分的な厚みなど細かい点が現物と異なってしまうので、試験片での合わせこみで
等価鋼板材として物性を決めて解析しましたが、商品での試験結果と
かなり合致したので、それを基準に共振点回避の対策形状検討に
走った記憶があります。
(編集担当：Happy 2003/11/22)

<シェルのレイヤーのコンター表示>

# 2003年3月17日 # No.4977 # ふじた #
> #梁要素のポスト処理の件
>　ANSYSはシェルだけでなく梁も3次元ソリッド表示(H型鋼なども)
> した上に変形&コンター表示(応力成分&不変量)できるのでとって
> も分かり易いです。
by ハッピーさん
かなりうらやましい機能ですね。
ちなみにPATRANでは無理でしょうか?
MARCのシェル要素の各レイヤーの応力値を一度に3次元ソリッド表示できれば便利だなぁと思うのですが。。



# 2003年3月18日 # No.4983 # ハッピー #
Patranでは無理です。Ansysではシェルも3次元表示できます。
シェルについてはN4Wでも出来ますが、Patranは出来なかったと思います。



# 2003年3月18日 # No.4986 # ピピ #
> > > #梁要素のポスト処理の件
> > >　ANSYSはシェルだけでなく梁も3次元ソリッド表示(H型鋼など
> > > も)した上に変形&コンター表示(応力成分&不変量)できるの
> > > でとっても分かり易いです。
> > by ハッピーさん

vN4W(FEMAP)でもシェルと梁の外形を3次元ソリッドとして表示することはできますが、梁に関してはコンター表示ができず、ビームダイアグラムになりますので、シェルのコンター表示と梁のビームダイアグラム表示は同時には成り立たないんです。
ANSYSだとできるんですね。これは、出来るようにして欲しいな～。

H鋼などの梁要素が、ソリッドとして表示されると、オフセットや要素の方向、断面形状を視覚的に確認できますので、ポカミスは無くなります。
一度使ってしまうとやめられない、便利な機能だと思います。

シェルも要素コンターで表現すると、両面同時に表示できますので、おもしろいです。
シェル要素なのに、ちゃんと厚みがあって、表・裏でミーゼス応力などを同時に表示することができる。
そこで、笑っちゃうのが、厚みを持ったシェルの端面にもコンター表示しちゃうんですよ。
リカバリ点は、シェルのTOPとBOTTOMだけなのにね。

> > MARCのシェル要素の各レイヤーの応力値を一度に3次元ソリッド
> > 表示できれば便利だなぁと思うのですが。。
> by ふじたさん

積層材ですかね?これって、FEMAPなら出来るかもしれない。試してみますよ。

それから、はんにゃさんの質問で、梁のテンソル応力に関する話題がありましたけど、vN4Wで確認してみたら、梁の応力は非常に単純なものしかサポートされておらず、
(合成応力)=(曲げモーメントによる曲げ応力)+(軸力による軸方向応力)
を各リカバリ点で算出してるだけでした。
変形に関しては、せん断やねじりも考慮されてるはずなんですけど...

#ところで、H鋼などの複雑な断面形状を持つ梁要素のテンソル応力って、どうやって計算されるのか見当が付きません。



# 2003年3月19日 # No.4990 # ふじた #
> そこで、笑っちゃうのが、厚みを持ったシェルの端面にもコンター
> 表示しちゃうんですよ。
> リカバリ点は、シェルのTOPとBOTTOMだけなのにね。
>
> 積層材ですかね?これって、FEMAPなら出来るかもしれない。
> 試してみますよ。
　by ビビさん

レスありがとうございます。恐縮です。>試してみますよ。
Marcでは一般のシェル要素でも層数(奇数)を指定すれば、
TOP、BOTTOMだけでなく 複数層で応力を出力してくれるんですよ。
[私はMarcで積層材の解析経験はありません。(^^;; ]
「せっかく複数層で出力できるのだから、3次元的に見れればなぁ。。」
とハッピーさんの買き込みを見てご質問させて頂いたんですが、
やっぱり無理ですかぁ。>PATRAN(ハッピーさんレスありがとうございます!)

近々梁要素のポスト処理を含めてベンダー様に改善要望だしてみます。

> それから、はんにゃさんの質問で、梁のテンソル応力に関する話題
> がありましたけど、vN4Wで確認してみたら、梁の応力は非常に単純な
> ものしかサポートされておらず、
> (合成応力)=(曲げモーメントによる曲げ応力)+(軸力による軸方向応力)
> を各リカバリ点で算出してるだけでした。
> 変形に関しては、せん断やねじりも考慮されてるはずなんですけど...
by ビビさん

NASTRANでは、梁の幾何特性としてその「断面形状」が入力できないんで、中立軸位置が特定できないんですかね?
入社当初、私もNATRANで梁要素をよく使っていたんですが、
弊社ではソルバーで軸力とモーメントを出力してから、
別途、エクセルで合成応力を求めてました。

・・と書き出すしたら、Marcではどうなってたか妙に気になりだしたので、明日時間があれば調査してみます。
リカバリ点なんて指定するカードがなかったような気がするのは
気のせいでしょうか。。(汗)



# 2003年3月19日 # No.4993 # ピピ #
> Marcでは一般のシェル要素でも層数(奇数)を指定すれば、
> TOP、BOTTOMだけでなく 複数層で応力を出力してくれるんですよ。
byふじたさん

それは面白いですね。中立面でミーゼス応力が小さくなっていることなどがシェル要素だけで確認できるということですか。
でも、シェル要素で板厚方向の応力分布を見るニーズって、想像付かないです(^_^;)
参考までに、ふじたさんの使い方を教えて下さい。



# 2003年3月19日 # No.4995 # ふじた #
> それは面白いですね。中立面でミーゼス応力が小さくなっていること
> などがシェル要素だけで確認できるということですか。
> でも、シェル要素で板厚方向の応力分布を見るニーズって、想像付か
> ないです(^_^;)
> 参考までに、ふじたさんの使い方を教えて下さい。

構造解析ではTOP、BOTTOMしか見ることはまず無いですが、
伝熱解析を行う際に、MARCではシェルの上下面に異なる温度境界条件
を定義できるので、複数層出力してその温度分布を評価したことはあります。



# 2003年3月20日 # No.4998 # ハッピー #
> でも、シェル要素で板厚方向の応力分布を見るニーズって、想像付か
> ないです(^_^;)
by ピピさん

応力分布を見ると言うより、弾塑性解析などの場合に断面の塑性域を反映しようとすると厚み方向にある程度積分点が必要になります。
あと積層材では当然必要です。
ふじたさんが書かれたように、MarcやAbaqusでは熱伝導解析でシェル厚み方向にも温度分布がありますので、熱応力解析で板の反りなんかを評価するには、やはりある程度の積分点が必要でしょう。

> FEMAPを使えば、Nastranでもこれは出来ますよ。
> 梁要素の断面特性はFEMAP上で簡単に計算してくれます。
就職したての頃、Nastran梁要素の愛用者でしたので、任意断面の断面特性を算出してNastranフォーマットで出力するプログラムを作ってました。手計算ではやってられませんから。



# 2003年3月20日 # No.5000 # ピピ #
> 伝熱解析を行う際に、MARCではシェルの上下面に異なる温度境界
> 条件を定義できるので、複数層出力してその温度分布を評価した
> ことはあります。
byふじたさん

なるほど、なるほど。それは面白いですね。



# 2003年3月20日 # No.5001 # ピピ #
> 応力分布を見ると言うより、弾塑性解析などの場合に断面の塑性域
> を反映しようとすると厚み方向にある程度積分点が必要になります。
> あと積層材では当然必要です。
> ふじたさんが書かれたように、MarcやAbaqusでは熱伝導解析でシェル
> 厚み方向にも温度分布がありますので、熱応力解析で板の反りなんか
> を評価するには、やはりある程度の積分点が必要でしょう。
byハッピーさん

なるほど、いろいろと用途はあるんですね。
いろいろと勉強になります。ありがとうございました。
(編集担当：Happy 2003/11/22)

<shell要素で両面に接触定義できますか?、ABAQUS>

# 2003年3月16日 # No.4970 # wata #
　はじめまして.ABAQUS　6.2で解析を行っているwataです.
皆様にご指導いただきたく書き込みさせていただきました.
題名にあるように,shell要素の接触なのですが,要素(S4R)の両面に接触を決定しても問題はないのでしょうか?
というのは,3つのパート,A(剛体),B(S4R),C(S4R)があり,Bに対してA,Cが両サイドから接触するモデルを考えています.
ですから,BにはAとの接触領域(スレーブ)と,Cとの接触領域(マスタ)を決定することとなります.
このモデル化は問題ないでしょうか?皆様よろしくお願いいたします.



# 2003年3月16日 # No.4971 # ハッピー #
節点は表裏共有ですから、同じ節点をマスターとスレーブにという、ジキルとハイドのような
扱いは出来ないでしょう。
Cをマスターに出来ないのでしょうか?　
板成型解析なんかでは、板が下型と上型に挟まれるわけですから、両方の型がマスターになる。



# 2003年3月16日 # No.4972 # wata #
wataです.ご返事ありがとうございます.
Cをマスタにすることは可能であります.ということは,shell要素で両サイドから挟まれる(接触する)モデル化
自体は可能ということでよろしいのでしょうか?



# 2003年3月18日 # No.4979 # ハッピー #
> Cをマスタにすることは可能であります.ということは,shell要素で両サイドから挟まれる(接触する)モデル化
> 自体は可能ということでよろしいのでしょうか?
by wataさん

剛体Aと変形体CにシェルBが挟まれる状況。
A、CがマスターでBがスレーブというのは無理ですね。済みません。
スレーブ(奴隷)が複数のマスター(主人)に仕えることはないですから。
逆に、Bがマスターで、A、Cがスレーブというのはアリでしょう。
でも剛体をスレーブにはできないから、変形体でモデル化する必要があるかナ。
もともとシェルの接触は板厚の問題やら面外方向の剛性の問題やらが
ありそうなので、解けるものならソリッドにした方が良さそうな気がします。
最近、Abaqusはご無沙汰で自信がありません。

ユーザーサブルーチンのEquationを使えば、かなり自由度のある接触ロジックが組めたと思いますが...



# 2003年3月19日 # No.4992 # wata #
ご助言ありがとうございます.ユーザーサブルーチンのEquation勉強してみます.
また,ソリッドでのモデル化もおこない検討してます.
(編集担当：Happy 2003/11/22)

<シェル要素では応力集中が計算できない?>

#No.3942#　2002年11月7日# くー#
材料非線形の強度解析を行い、破壊に対してある程度の
安全率を有した塑性設計を行う予定です。実験データが
ないので、引っ張り強さに対する裕度をみて設計するつもりですが、
非線形領域の応力値を引っ張り強さと比較して設計する場合には、
mises応力で評価してもよいのでしょうか?主応力の値とあまりにも
違うので評価に困っています。。。
また、簡単なモデルで局部的に応力集中する問題で計算を行うと、
SHELLとSOLIDでは値が大きく異なります。SHELL要素では、局部的な
応力集中(板の交差部の応力集中等)を解析で評価するのは不可能でしょうか?
SOLIDとSHELLであまりに値が違うので、shellでは解析できないような
感じですが、モデルとしては鋼板を組み合わせた複雑な形状なので、
SOLIDでは解析が困難です。アドバイス頂けたら非常に助かります。
よろしくお願いします。


#No.3945#　2002年11月8日# ハッピー#
> 非線形領域の応力値を引っ張り強さと比較して設計する場合には、
> mises応力で評価してもよいのでしょうか?主応力の値とあまりにも
> 違うので評価に困っています。。。
by くーさん

基本的にはMises応力評価で良いと思います。
「あまりにも違う」って、どの位?　
違っても1,2割と思います。まさか2倍も違うなんてことは。

> また、簡単なモデルで局部的に応力集中する問題で計算を行うと、
> SHELLとSOLIDでは値が大きく異なります。SHELL要素では、局部的な
> 応力集中(板の交差部の応力集中等)を解析で評価するのは不可能でしょうか?

これは「SHELL要素による解析だけでは不可能」と断言できます。
T字継ぎ手でも簡単な構造をソリッドで細かくモデル化して解析し
応力分布をしげしげと眺めてみては如何でしょう?

「ソリッドVSシェル」で検索してみてください!
>No.2775 ソリッドVSシェル
>　2002年2月12日 23時53分(火曜日) 応答
応答さんの書き込みを起点に延々と議論が続いていますから。
あと「応力集中」でも検索してみましょう。

> SOLIDとSHELLであまりに値が違うので、shellでは解析できないような
> 感じですが、モデルとしては鋼板を組み合わせた複雑な形状なので、
> SOLIDでは解析が困難です。

溶接構造ですか?　溶接構造とするとさらに難しいでしょうね。
重要なのは、強度の評価方法、評価基準です。
応力集中部のピーク応力で評価するか、断面公称応力で評価するか。
降伏応力か、疲労強度か。

SHELL要素の結果からピーク応力を求めるには
1)SHELL要素で得られる公称応力に、
　応力集中係数(西田孝著「応力集中」が有名)を乗じて推定するか、
2)SOLIDでモデル化した詳細なLocalモデルでズーミング解析を行うか
3)始めからSHELLとSOLIDの混合モデル(継ぎ手部のみSOLID)で一発で解くか
など

この2)と3)を高度化した手法に「重合メッシュ」という
GlobalモデルとLocalモデルを同時に解く高精度な手法もあるようです。

>Global/Local共にSHELLの例
http://homer.shinshu-u.ac.jp/jsces/trans/trans1999/No19990020.pdf
>GlobalがSHELLで、これにSOLIDのLOCALを重ね合わせた例
http://www.snaj.or.jp/tm/0207/ronbun7.html


#No.3954#　2002年11月8日# チャーリー#
こんにちは、参考になりませんが
> > 基本的にはMises応力評価で良いと思います。
> > 「あまりにも違う」って、どの位?　
> > 違っても1,2割と思います。まさか2倍も違うなんてことは。
> byハッピーさん

> それが2倍以上も違うのでどう考えてよいのか困ってます。
> 材料非線形で解析を行うとそうなるものなのでしょうか?
SHELLの場合、表裏を別々に出力させてみましょう。
他には、主応力方向を参照してみると宜しいのではないかと
また、非線形を使ってると言うことですが、塑性歪などは?

> しかし、皆さんどうやって設計しているのでしょうか?
> SHELLでは応力集中が評価できない、SOLIDで評価すれば角部を省略すれば、
>　特異点で応力値はメッシュの細かさに依存して大きくなる。
>　角部が溶接であればどうやって評価すべきなのでしょうか?
>　溶接部の盛りをモデル化するしか無いという結論になってしまえば、
経験的にシェルで物性を変えたりするのもいいのではと考えてます。
溶接部が構造部全体でどういう役割を果たしているかなど考えると、
SOLIDにズーミングする方法もあるでしょうし
私の感じるところ、シェルで十分できると思いますよ。
ひとつ思い切って追究してみましょう。(笑)

> 解析での評価は現実的では
> 簡単なモデルしか評価できないような気がしますが・・・・
> よい評価方法をアドバイスしていただければ助かります。
構造全体が問題なのか、溶接そのものが問題なのか?
勉強する内容もがらっと変わってきます。
区別必要があると思います。


#No.3957#　2002年11月8日# ハッピー#
> それが2倍以上も違うのでどう考えてよいのか困ってます。
> 材料非線形で解析を行うとそうなるものなのでしょうか?
by くーさん

それは、おかしいです。
ポスト処理(コンター)に何か問題があるのでは?
普通は(a)応力6成分を積分点から節点値を外挿し、平均化してからミーゼスや主応力
を求めると思いますが、
オプションで、
(b)応力6成分を積分点から節点値を外挿し、節点位置でミーゼス、主応力を求め
　その後に平均化する
(c)積分点でミーゼス応力、主応力を求め、これらを節点値に外挿する
というように、どこでミーゼス、主応力を求めるか、どこで平均化するかで
大きく3種類ほど考えられます。
お使いのソフト、ないし選択したオプションが(b)や(c)になっていると、
メッシュが粗い場合には、「2倍以上も違う」こともあり得るかもしれません。
チャーリーさん、ご指摘のシェルの裏表、加えて接合部での平均化の問題...
シェルの場合、接合部では平均化するとおかしくなっちゃいますネ

> 依存して大きくなる。角部が溶接であればどうやって評価
> すべきなのでしょうか?溶接部の盛りをモデル化するしか
> 無いという結論になってしまえば、解析での評価は現実的では
> 簡単なモデルしか評価できないような気がしますが・・・・

チャーリーさん、仰るように溶接板構造は大抵はシェル解析じゃないでしょうか?

評価方法とリンクしたモデル化が必要です。
溶接ビードの応力集中を避けて、溶接止端からxxmmのところに歪みゲージを
貼って疲労試験をするのであれば、解析モデルの同じ位置で評価します
(溶接ビードは剛性をモデル化する場合としない場合とあり)し、
解析モデルで、接合部からxxmmの所の応力で実績ベースの相対評価をする、
という場合もあると思います。
断面公称応力で評価する場合は、勿論SHELLモデル。
勿論、ズーミングや応力集中係数を使ってピーク応力を求め、母材強度で
評価することも。


#No.3962#　2002年11月9日# ハッピー#
>溶接ビードの応力集中を避けて、溶接止端からxxmmのところに歪みゲージを
>貼って疲労試験をするのであれば、解析モデルの同じ位置で評価します
>シェルの場合、接合部では平均化するとおかしくなっちゃいますネ

→接合部での「外挿」「平均化」の弊害を避けるため、
　接合部からxxmmの所に、積分点が来るようにメッシュを切って、
　その積分点応力で評価する、という考え方もあると思います。

#あと、
　シェルのモデル化で大切なのは、現物をよく見て、「実際の厚み」を良く意識する
　ことですね。　
　解析モデルでは、ベコベコに見えても、実際はポパイが腕を曲げたようにがっしり
　していることもあったりします。
　接合部では複数の要素が重なって、また見かけのスパンが長くなりますので、
　剛性や質量の過大評価・過小評価が起こる可能性もあります.
最近のプリ・ポストの多くは、シェル要素や梁要素も、実際の板厚、断面形状で表示でき
ますから、特に接合部はスパンと厚みの関係をじっくりチェック!


#No.3999#　2002年11月14日# くー#
以前ミゼス応力と最大主応力が2倍以上違うと
投稿した者ですが、これは材料非線形で解析を行っているので
ミゼスの降伏条件で計算されているためであり、局部的な応力集中部では
降伏後はミゼス応力と主応力に大きな違いがあって当然と理解しましたが、
正しい認識でしょうか?

また、溶接部近傍の応力集中部を評価したいのですが溶接部からある程度離れた位置で
評価する事をアドバイスしていただいて、
溶接の端部の位置で評価することにしました。
講習会かなんかで、応力値は節点で平均化した値を用いるべきではない
と聞いたことがあります。特異点から一つ離れた節点では平均化した
応力値ではなく、それぞれの要素毎の応力値の最大値で評価すべきなのでしょうか?
平均化しない応力を表示すると、大きな値がでますが一般的には
その値で評価するのでしょうか?経験的には平均化しない値ではオーバースペック
気味で余裕のある値であるような感じがしますが、
皆さんはどのように評価しているのでしょうか?


#No.4001#　2002年11月14日# よし☆彡#
>以前ミゼス応力と最大主応力が2倍以上違うと
>投稿した者ですが、これは材料非線形で解析を行っているので

一概に言えませんが、力の流れに乱れがあるような場合は
2倍以上もあるので特に気にされなくても良いのではないかな?
分割が悪く出力されてるのであれば、もうすこし細かくしたら?
ってところでしょうか、、、

>講習会かなんかで、応力値は節点で平均化した値を用いるべきではない
>と聞いたことがあります。

一般には平均化した値のほうが正しいはずですよ、、ただし、何か独自
の評価基準がある場合(例えば今までもそのようにしてるとか)は何とも
言えませんが、


#No.4005#　2002年11月15日# ハッピー#
> ミゼスの降伏条件で計算されているためであり、局部的な応力集中部では
> 降伏後はミゼス応力と主応力に大きな違いがあって当然と理解しましたが、
by くーさん

主応力差(トレスカ)でなく、単に最大主応力とミーゼスとの比較ですか?ひょっとして。
でしたら、非線形,応力集中の問題でなく2倍の差となることも十分あり得ます。スミマセン。

> 講習会かなんかで、応力値は節点で平均化した値を用いるべきではない
> と聞いたことがあります。
部材の接合部などの構造的な不連続部では、平均化するとおかしくなっちゃいますが、
それ以外では、よし☆彡さんおっしゃる通り、平均化=平滑化するのが普通でしょうか。
グラフ用紙に積分点の応力、節点外挿応力、平均化された応力をプロットしてみれば
平滑化の意味は一目瞭然です。
でも評価って言うのは各社の実機実測経験に基づくノウハウですから、
言い切るのは難しいですよね。
実用大事典で「コンター」で検索されると山ほど出てきます。
中には安全側の評価として「平均化せず」を標準にしている方もおられるようですし。
(編集担当：imada 2002/12/09)

< シェル要素やソリッド要素のせん断変形の影響を取り除くには? >

#No.3888#　2002年10月31日# Rs#
皆さん,質問なんですが、梁要素での解析ではせん断変形を考慮していませんが、
たとえば単純梁をソリッド要素やシェル要素でモデル化して解析したときの
たわみなどを梁要素での解析結果と同じにちかずけるには、
せん断変形の影響を取り除けばいいのですか?
そのときは材料特性のせん断弾性係数を十分大きくすればいいのでしょうか?
ちなみに解析ソフトはNastranを使っています。


#No.3891#　2002年10月31日# チャーリー#
Nasも知らないのですが(^^;;、一般的に
1.大変形オプションを導入する。
2.サイズを細かくする。または高次の要素を使う。
3.違った要素タイプを選択する。(完全積分から低減積分)


#No.3892#　2002年10月31日# burning#
専門的なところは他の方にまかせるとして、、、^_^;

社内でも解析をはじめたばかりの方から、「梁の理論値とソリッドの結果が
合わないのですが、、、」という質問が良くあります。
そのときのFAQを少し、

①今解析している形状は、本当に「梁」構造ですか?

　分厚いものや短いものでも無理やり梁の理論式で解くこと
　ができます。でも、その梁理論を使った梁要素の結果と2D/
　3D連続体要素の解析結果と合うかどうかは別です。
　梁とは、断面の寸法が長手方向の寸法に比べ1/10～1/15以上
　の構造物のことをいいます。

②どんな要素を使っていますか?
　また、厚さ方向に何分割していますか?
　
　使っている要素(適合要素、非適合要素、低減積分要素など)
　で「曲げ」に対する性能が違います。また、それぞれ厚さ方向
　に必要な分割数も違います。

③荷重条件は一致していますか?

　梁理論で考えている荷重は、断面全体に与えるものです。
　つまり2次元要素やソリッド要素でモデル化した場合、2次元
　ではエッジ全体の荷重、3次元ソリッドでは面全体の荷重と
　なります。(せん断荷重のような感じです)

④拘束条件は一致していますか?

　完全拘束は、③と同じ考え方で2次元ではエッジ、3次元では面
　で拘束する必要があります。
　また、2次元や3次元の要素では回転の概念がありません。したが
　って、梁でよくある「支持」の表現がそのままではできません。
　


#No.3897#　2002年11月1日# ハッピー#
Nastranの梁要素、せん断変形は入ってませんでしたっけ?
マニュアルのPbar項を見ないと...

>たとえば単純梁をソリッド要素やシェル要素でモデル化して解析したときの
>たわみなどを梁要素での解析結果と同じにちかずけるには、
>せん断変形の影響を取り除けばいいのですか?
>そのときは材料特性のせん断弾性係数を十分大きくすればいいのでしょうか?
>ちなみに解析ソフトはNastranを使っています。
ヤング率Eとポアソン比ν、横剪断係数Gは、G=E/2/(1+ν)の関係が
あるので、Gだけ大きくすると言う分けにはいきません。
Nastranは、MATカードで、E、G、νのうちどれか2つを入力するようになってるでしょう?
残る一つはNastranが上式で内部で計算します。
Eと、やたらに大きなGを入れたりするとνがマイナスになっちゃう?...

burningさん、チャーリーさん、ご指摘のように、何を目的にするか?ですね。
梁要素とソリッドの有限要素としての比較をしたい、か
「理想化された梁」の理論値と比較したい、か
実際の構造の解を求めたい、か....
(編集担当：imada 2002/12/09)

< Marcシェル要素 >

#No.3524#　2002年8月28日# Pero#
Marcで,#75などのシェル要素を使用する場合,主応力は表示できないみたいなの
ですが,(板厚方向の応力がないためだと思います),シェル要素をつかって,
局部的に引張や圧縮が発生しているといった現象は見れないと思っていいのでしょうか?
また,他のソフトのシェル要素(例えばAbaqus)だとどうなのでしょうか?
初歩的な質問で申し訳ありませんが,分かる方がいたら教えて下さい.


#No.3529#　2002年8月28日# チャーリー#
> Marcで,#75などのシェル要素を使用する場合,主応力は表示できないみたいなの
> ですが,(板厚方向の応力がないためだと思います),シェル要素をつかって,
> 局部的に引張や圧縮が発生しているといった現象は見れないと思っていいのでしょうか?
by peroさん

応力テンソルを出力するように解析モデルに設定すると見れます。
layerも5相まで出力できますので

方法は、*datファイルに、応力テンソル番号とlayer番号を
カラムに合わせて書き込めばOKです。

> また,他のソフトのシェル要素(例えばAbaqus)だとどうなのでしょうか?
> 初歩的な質問で申し訳ありませんが,分かる方がいたら教えて下さい.

ほとんどの場合一緒だと思います。
ポストで出力できるものもあるとは思いますが、、、


#No.3535#　2002年8月29日# pero#
チャーリーさん,早速のレスどうもありがとうございました.
(編集担当：imada 2002/12/08)

<有限要素法のメリット・デメリット　>

No.2874#　2002年3月10日# 22時59分(日曜日)# ハッピー#
> 皆さんにお伺いしたいのですがCAE解析の解法で境界要素法、差分法、体積要素法と
> 数ある解法の中で有限要素法が広く使われるようになった理由(他の解法に対するメリット)
> を教えて下さい。
追加します。
境界要素法:不均質材料には向かない。
　　　　　　物性値の温度依存性があったり、非線形材料問題には向かない。
　　　　　　非定常熱伝導も工夫が必要だったと思う。
　　　　　　→FEMでは容易に扱える
差分法　　:場の問題には強いが、梁やシェルといった構造モデルには向かない。
　　　　　　チャーリーさんも書かれたように、境界条件の定式化に苦労&工夫
　　　　　　　　接触問題なんかは、大胆な近似が必要では?
　　　　　　→FEMでは容易に扱える
　　　　　　(有限体積法も差分法にくくれると思います)
(編集担当：imada 2002/03/30)

< ソリッドVSシェルの結果比較　>

No.2775# 2002年2月12日# 23時53分(火曜日)# 応答#
教えてください。
T字型の板をソリッドとシェル要素で解析しました。
ソリッド要素の場合、T字型の交差点の応力はメッシュの細かさによって、どんどん上昇していきます。
これはいわゆる特異点だと思われます。
ところがシェル要素の場合、交差点の応力はメッシュを細分化することによって、綺麗に収束していました。
何故でしょうか。恐らく要素と要素の境界での応力処理の仕方は違うでしょうと推測しておりますが、正しいですか。
ご教示ください。


No.2779# 2002年2月13日# 00時19分(水曜日)# ハッピー#
> 何故でしょうか。恐らく要素と要素の境界での応力処理の仕方は違うでしょうと推測しておりますが、正しいですか。
by応答さん

それは、まずソリッドでモデル化した場合のT字型断面の応力分布をつらつら眺めましょう。
コンターを作図するときに要素の境界線を表示してメッシュが分かるように。
そして、応力集中(曲率ゼロですから無限大)の分布を把握してください。
ついで、「シェル要素の場合のT断面」を想像してみてください。
シェルは中立面でモデル化していますから、板厚の1/2ずつ表裏にずらして下さい。
同じような分布が想像できますか?いかがでしょう?


No.2781#　2002年2月13日# 23時07分(水曜日)# 応答#
> > 何故でしょうか。恐らく要素と要素の境界での応力処理の仕方は違うでしょうと推測しておりますが、正しいですか。
> by応答さん
>
> それは、まずソリッドでモデル化した場合のT字型断面の応力分布をつらつら眺めましょう。
> コンターを作図するときに要素の境界線を表示してメッシュが分かるように。
> そして、応力集中(曲率ゼロですから無限大)の分布を把握してください。
> ついで、「シェル要素の場合のT断面」を想像してみてください。
> シェルは中立面でモデル化していますから、板厚の1/2ずつ表裏にずらして下さい。
> 同じような分布が想像できますか?いかがでしょう?

ご教示頂き感謝しておりますが、理解ができていないです。
>板厚の1/2ずつ表裏にずらして下さい。
表と裏の応力分布をそれぞれを見るということですか。
> 同じような分布が想像できますか?いかがでしょう?
同じ分布とは、ソリッドの場合と同じ?
不勉強で恥ずかしいですが、もうすこし詳しく教えて頂けませんか。


No.2782# 2002年2月14日# 00時34分(木曜日)# ハッピー#
> 表と裏の応力分布をそれぞれを見るということですか。
> > 同じような分布が想像できますか?いかがでしょう?
by応答さん

シェルの場合、T字断面がまさにTの只の線になってしまいますよね?
「これに厚みを想像してください。その厚みの中での応力分布はどうなりますか?」
と言いたかったのですが、スミマセン、言葉足らずで。
想像される応力分布とソリッドの断面応力分布を比較すれば如何?と


No.2785# 2002年2月15日# 09時05分(金曜日)# imada www.iforce.co.jp#
> T字型の板をソリッドとシェル要素で解析しました。
> ソリッド要素の場合、T字型の交差点の応力はメッシュの細かさによって、どんどん上昇していきます。
> これはいわゆる特異点だと思われます。
> ところがシェル要素の場合、交差点の応力はメッシュを細分化することによって、綺麗に収束していました。
> 何故でしょうか。恐らく要素と要素の境界での応力処理の仕方は違うでしょうと推測しておりますが、正しいですか。
> ご教示ください。

by 応答さん

交差点と書かれていますが、内角の表面位置での応力のことですよね。
ソリッド要素の場合はここが特異点となり、メッシュの再分割により応力は無限大に
近づいていきますが、シェルではそうなりません。
シェル要素では面外変形に関してはシェルの理論に基づいて計算されるため、板厚方向に対する形状の不連続による特異性というのが入ってきません。

シェル要素は厚さ方向には1つの節点しか持っていませんよね。
この点を介して力とモーメントを伝えるわけですが、これを元にその要素に採用され
ているシェル理論に基づいて表面の応力を計算するわけです。

この時、板厚方向の形状の不連続性は表現できませんし、応力は板厚方向に連続
かつ有限値をとるように計算されます。

逆に言うと、このような部位の応力集中を解析するためには、ソリッド要素を用いて、
適切な要素分割で解析する必要があるといえます。


No.2786# 2002年2月15日# 12時53分(金曜日)# チャーリー#
> 逆に言うと、このような部位の応力集中を解析するためには、ソリッド要素を用いて、
> 適切な要素分割で解析する必要があるといえます。

軸対称要素での局部断面ズーミングなんかもありますね。(余談でした。)


No.2787# 2002年2月15日# 14時40分(金曜日)# しろうと members.aol.com/oscack/osca.htm#
> > T字型の板をソリッドとシェル要素で解析しました。
..
> 逆に言うと、このような部位の応力集中を解析するためには、ソリッド要素を用いて、
> 適切な要素分割で解析する必要があるといえます。

すみません,しろうとが　わからないことに口を出すのが怖いのですが,断面で言ったら、ソリッドがTの字型の面(切り紙状)　シェルがTの字の輪郭線(針金状)のことでの論議だと理解して読ませてもらっていますが,
勘違いだったらごめんなさい。


No.2788# 2002年2月15日# 15時41分(金曜日)# チャーリー#
> > > T字型の板をソリッドとシェル要素で解析しました。
> > 逆に言うと、このような部位の応力集中を解析するためには、ソリッド要素を用いて、
> > 適切な要素分割で解析する必要があるといえます。
>
> すみません,しろうとが　わからないことに口を出すのが怖いのですが,断面で言ったら、ソリッドがTの字型の面(切り紙状)　シェルが
>Tの字の輪郭線(針金状)のことでの論議だと理解して読ませてもらっていますが,
> 勘違いだったらごめんなさい。

始めまして、ややこしいですね。
おそらくですが、3次元と2次元で別けるとわかりやすいかもしれません。
その筋で、すすんでいるかと考えていたのですが、、、
3Dソリッド要素・・・体積をもった要素でCADで描いているようなもので、
3Dシェル要素・・・板状のソリッドを中立面で3次元で表現しているもの
(但し、計算上は、厚み方向にも、リカバリー点を持っている。)

T字形に面積をもった断面要素は、2次元として解析するのは、平面、プレーンとか
軸対称など、一般には言われます。シェルとの呼称もありますが
その場合でしたら、2Dシェルとかの方が正しいかもしれません。

(補足)
シェル要素は表現しきれない欠点
今回のような例で、T時コーナー部などは実際Rが存在しますが、
実際には、裏表で応力が異なるが、一部のソルバーは最大応力として
表裏に関わらず、一色端に中立節点上に出力してしまうなど落とし穴があります。

ソリッド要素は、考えている以上に局所の要素サイズを小さくしないと
材料力学等で得られる解に近似できないという、ジレンマが内在してます。

もし私が勘違いしてましたら、許して下さい。


No.2790# 2002年2月15日# 17時05分(金曜日)# imada www.iforce.co.jp#
>すみません,しろうとが　わからないことに口を出すのが怖いのですが,
>断面で言ったら、ソリッドがTの字型の面(切り紙状)　シェルがTの字
>の輪郭線(針金状)のことでの論議だと理解して読ませてもらっていますが,

by しろうと　さん。

その断面を見れば、しろうと　さんのご指摘どおりの形状になっています。
ただし、シェルの場合は輪郭線ではなくてTの字の線そのものですね。


No.2796#　2002年2月17日# 20時38分(日曜日)# 応答#
> > > > T字型の板をソリッドとシェル要素で解析しました。
> > > 逆に言うと、このような部位の応力集中を解析するためには、ソリッド要素を用いて、
> > > 適切な要素分割で解析する必要があるといえます。
> >

> ソリッド要素は、考えている以上に局所の要素サイズを小さくしないと
> 材料力学等で得られる解に近似できないという、ジレンマが内在してます。

問題は、収束したShell要素の解はどんな意味がありますか。


No.2797# 2002年2月17日# 21時38分(日曜日)# チャーリー#
> > > > > T字型の板をソリッドとシェル要素で解析しました。
> > > > 逆に言うと、このような部位の応力集中を解析するためには、ソリッド要素を用いて、
> > > > 適切な要素分割で解析する必要があるといえます。

> > ソリッド要素は、考えている以上に局所の要素サイズを小さくしないと
> > 材料力学等で得られる解に近似できないという、ジレンマが内在してます。
>
> 問題は、収束したShell要素の解はどんな意味がありますか。

こんにちは、
答えになっているかどうかわかりませんが、

私は、表裏とコーナーの位置(MESHのサイズ)を間違わなければ、
ソリッド要素同様に、降伏位置、並びに材料の強度・剛性評価の
評価応力に使いますし、解析コスト上での常套手段としています。


No.2799# 2002年2月18日# 08時52分(月曜日)# imada www.iforce.co.jp#

> 問題は、収束したShell要素の解はどんな意味がありますか。
>

角部の応力集中を考慮しない状態での最大応力を評価する上で
意味があると思います。
全体的に見渡して板厚分布などを決めるときには役に立つでしょう。
その次のステップで角部の形状による効果について解析し、詳細な
形状を決めていけばよいと思います。
(この時は、チャーリーさんが指摘されたようにズーム解析や、
2Dソリッド等を用いるのが効果的だと思います)


No.2802# 2002年2月18日# 22時28分(月曜日)# 応答#
>
> > 問題は、収束したShell要素の解はどんな意味がありますか。
> >
>
> 角部の応力集中を考慮しない状態での最大応力を評価する上で
> 意味があると思います。
> 全体的に見渡して板厚分布などを決めるときには役に立つでしょう。
> その次のステップで角部の形状による効果について解析し、詳細な
> 形状を決めていけばよいと思います。
> (この時は、チャーリーさんが指摘されたようにズーム解析や、
> 2Dソリッド等を用いるのが効果的だと思います)
結局この収束した応力の物理的な意味を理解できずに使用することは危険ではないかと思いますが。


No.2803# 2002年2月18日# 23時27分(月曜日)# imada www.iforce.co.jp#
>結局この収束した応力の物理的な意味を理解できずに使用することは危険
>ではないかと思いますが。

by 応答 さん

おっしゃるとおりだと思います。
シェル要素では板曲げ理論から導かれる最大応力が表示されるだけ
ですので、「どの応力に注目するのか?」という点に注意する必要が
あります。
応答さんは何を評価しようとしているのでしょうか?
具体的な問題を対象としているのであれば、それを教えていただければ
RESもつきやすくなると思います。
あるいは、シェル要素に用いられている理論そのものについて質問
されているのでしょうか?


No.2806# 2002年2月19日# 12時55分(火曜日)# 応答#
> >結局この収束した応力の物理的な意味を理解できずに使用することは危険
> >ではないかと思いますが。
> あるいは、シェル要素に用いられている理論そのものについて質問
> されているのでしょうか?
>

そうです。理論そのものです。どうしてシェル要素なら、応力が収束しますか、この収束した応力は何を意味しているかについて教えていただければと思います。


No.2807# Re: 2806 ソリッドVSシェル
#　2002年2月19日# 17時00分(火曜日)# チャーリー#
> > >結局この収束した応力の物理的な意味を理解できずに使用することは危険
> > >ではないかと思いますが。
> > あるいは、シェル要素に用いられている理論そのものについて質問
> > されているのでしょうか?
> >
>
> そうです。理論そのものです。どうしてシェル要素なら、応力が収束しますか、
> この収束した応力は何を意味しているかについて教えていただければと思います。

大変形(弾性率に比較して、やたら大きい荷重)の解析になってませんでしょうか?
shellでしたら、同じサイズでしたらあくまで計算上で歪みの大きさもsolidに
比べて余裕があります。
一般的に線形問題でしたら、微小変形問題に限定すれば、収束も同じように考えているのですが、、、
また解も材力計算同様の結果になるはずです。

imadaさん、横レスすみません。


No.2808# 2002年2月19日# 23時05分(火曜日)# imada www.iforce.co.jp#

> そうです。理論そのものです。どうしてシェル要素なら、応力が収束しますか、この収束した応力は何を意味しているかについて教えていただければと思います。

by 応答さん。

お使いのコードのシェル要素がどのような定式化がされているかは、
マニュアルにまかせるとして、御質問の「なぜ応力が収束するか?」
「この収束した応力は何を意味するか?」ですが、シェル要素で計算
されるのは、基本的には「曲げ応力」と「面内変形による応力」の
たしあわせですので、今回のようにシェルの面外変形に注目した場合は
節点に作用するモーメントや力が有限値であり、形状パラメータとしては
板厚、幅、長さ、であり、これも有限値のはずですから応力も当然ある
有限値になるはずですね。
そしてこの値は「曲げ応力の最大値」+「面内方向の最大垂直応力」を
意味する事になります。

振り返って、なぜソリッド要素で無限の応力になるのかをかんがえれば、
これは形状的に不連続で、見かけ上面積が0となる点があるからであり、
このようなことはシェル要素の面外変形では表現できません(面内変形では
当然表現できますが)。

議論がかみ合っていないかもしれません。
質問の意図を勘違いしていたらすみません。


No.2822#　2002年2月24日# 13時26分(日曜日)# ハッピー#
> > >結局この収束した応力の物理的な意味を理解できずに使用することは危険
> > >ではないかと思いますが。
> > あるいは、シェル要素に用いられている理論そのものについて質問
> > されているのでしょうか?
> >
>
> そうです。理論そのものです。どうしてシェル要素なら、応力が収束しますか、
>この収束した応力は何を意味しているかについて教えていただければと思います。
by応答さん

スミマセン、そもそも私が謎かけのような回答をしたので長引いているようで...
imadaさん、チャーリーさんが適切に回答されていて重複する面もありますが。

ソリッド要素は又の名を「連続体要素」と言って、解析対象の形をほぼ忠実に表します。
細かなフィレットを省略すると言った簡略化はありますが、基本的に形状は忠実です。
変形を空間的に離散化して節点変位で代表させ、得られた変形分布から、歪み&応力が
算出されます。
T字継ぎ手において、現実は角部に細く見れば小さなRがあるでしょうが、これを無視
して直角にモデル化すると、これはFEM以前の問題として、imadaさんがおっしゃる
ように特異点となります。形状に忠実なソリッド要素で角部のメッシュを細かくして
いくと、忠実に無限大に発散することがあり得ます。ここで言う「忠実」は弾性力学に
対してと言う意味で、実際の構造では局所的に降伏して応力は緩和されます。
(もしフィレットをモデル化されているのでしたら、応力は有限な応力集中を示すわけ
　ですから、ソリッド要素を細かくすると、そのピーク応力に漸近するはずです。)

一方、シェル要素や梁要素は構造要素とも呼ばれますが、対象の特徴を生かして形状の
単純化を行っています。シェルであれば、「薄い」という特徴から、厚さ方向の変形分布
に大胆な近似を置き、中立面で代表させてモデル化。梁であればさらに1D的なモデル化
をするわけです。断面内における応力集中などは当然表現できません。そして断面に
関しては断面力を考えることになり、求められる応力はいわゆる公称応力。
梁構造で考えると(シェルでも同じ)、梁の断面にモーメントMが作用すると、応力は
M/Zですね(Z:断面定数)。梁がT字状や十字状に接合されていても、接合部の
応力は断面力によって決まります。いくら接合部のメッシュを細かくしても伝達される
力Mは変わりませんから、応力はM/Zで一定です。
(勿論、粗すぎると剛性の精度が悪いので断面力が変わることはありますが)

シェルであれば、単純化されてないシェル面内の挙動についてはソリッドと同じように
連続体表現ですから応力集中が起こり得ますが、面外方向については上記のような背景
により、応力集中(勿論無限大も)は起こりません。


No.2826# 2002年2月25日# 18時22分(月曜日)# しろうと (補欠入学) members.aol.com/oscack/osca.htm#
とうりすがりに勉強させてもらっています。　読書みたいなもので分からなくても面白いです。
で、話しの形状が分からないまま聞くのもつらいので,こういう形状の比較かと思い,(間違いかもしれない)
T字を書いてみました。
http://members.tripod.co.jp/ck0/rd.htm
上記サイトの一番下のほうにstudy　roomという所をクリックして,ください。
またこういう計上の議論だというのであれば,画像を送ってくれれば入れ替えます。

まだ、たまに、勉強してなくて,試験日がくる夢(それも高等数学)を見ていますので。…ヤダ


No.2827# 　2002年2月25日# 18時42分(月曜日)# imada www.iforce.co.jp#
> http://members.tripod.co.jp/ck0/rd.htm
> 上記サイトの一番下のほうにstudy　roomという所をクリックして,ください。
> またこういう計上の議論だというのであれば,画像を送ってくれれば入れ替えます。

いや、私の理解ではこういうものだと思っています。

http://www.iforce.co.jp/CAE_keijiban/t_solid_shell_hikaku.JPG

一番上がソリッドで、一番下が中立面を抜き出したもので、この面に
シェル要素を作成します。
当然、隅Rは省略することになります。
通常の、ソリッドVS.シェル　比較の議論ではこれらのモデル化が
適切かどうかというところに論点があります。

元記事の応答さん、いかがでしょうか?


No.2831# 2002年2月26日# 17時31分(火曜日)# 応答#
なるほど、さすがにハッピーさん。
よくわかりました。
どうも有り難うございました。


No.2832# 2002年2月27日# 00時43分(水曜日)# ハッピー#
> よくわかりました。
by応答さん

今晩は。FEMAPやANSYSだとシェル要素を擬似的にソリッド表示できて、これでコンター表示すると、その辺のことがよく理解できます。
最初に私が、「想像してみてください」と書いた答えが表示されますので。
(編集担当：imada 2002/03/30)

<FEMの積分について >

No.2576# 2002年1月12日# 11時46分(土曜日)# えぽばく#
> ところで、三角形1次要素の精度が悪いといわれている理由は、要素内の歪み
> が一定であるため、計算される歪みエネルギーの精度が悪いから、と考えて
> よいのでしょうか?
> (I-DEASで線形静解析をするときも、△1次要素が混じっていると”エラーが
> 大きくなります!この要素はお勧めしません!”という警告が出力されます)
> 以上、よろしくお願い致します。
by urさん

ひずみエネルギ-のことは良く分かりませんが,変位関数の次数が低いとその変形をうまく表現できないため,解析結果は実際の現象と合いません.
特に△1次要素は要素内のひずみが一定になりますので,片持ちはりの解析なんかではすごい変形の仕方をします.(一度やってみてください.おもしろいですよ.がきごきになりますから・・・)
同様の理由で,ソリッド要素は曲げに対しては堅めに計算されます.
シェルと違って四角形8節点要素でも変位関数が2次式なので理論上3次式になるたわみを精密には表現できません.
そんなこんなで,低次要素(特に△1次要素)の使用はお勧めできません.
変形が表現できないということはひずみエネルギーの精度が悪いということですからurさんの理解は正しいと思いますよ.


No.2597# 2002年1月15日# 11時59分(火曜日)# ur#
>ひずみエネルギ-のことは良く分かりませんが,変位関数の次数が低いとその変形を
>うまく表現できないため,解析結果は実際の現象と合いません.
>特に△1次要素は要素内のひずみが一定になりますので,片持ちはりの解析なんかで
>は すごい変形の仕方をします.(一度やってみてください.おもしろいですよ.
>がきごきになりますから・・・)
>同様の理由で,ソリッド要素は曲げに対しては堅めに計算されます.
>シェルと違って四角形8節点要素でも変位関数が2次式なので理論上3次式に
>なるたわみを 精密には表現できません.
>そんなこんなで,低次要素(特に△1次要素)の使用はお勧めできません.
>変形が表現できないということはひずみエネルギーの精度が悪いということ
>ですからurさんの 理解は正しいと思いますよ.
by えぽばぐさん

返信ありがとう御座います。
△1次要素で、片持ちはりの解析など実施してみます。
あと、

>シェルと違って四角形8節点要素でも変位関数が2次式なので理論上3次式に
>なるたわみを 精密には表現できません.
この辺も本などで確認してみます。

ありがとうございました!
(編集担当：imada 2002/03/30)

<ABAQUSでの剛体設定について >

No.2394# 2001年12月13日# 18時23分(木曜日)# 5031typeR#
私は板材(アルミニウム板)の高速変形解析をABAQUSで行っている大学院一回生のABAQUS初心者です.
プレス成形のようにdieを剛体に設定し,blankに衝撃荷重を与えその成形性を評価しています.いくつかのmodelで解析が走るのですが,dieが剛体として振舞いません.以下に解析内容を示しますので問題があれば教えてください.
・ABAQUS/CAE上でpart(dieおよびblank)をつくり,Property,Aseembly,Step,Inter
action,Load/BC,Meshを設定し,ABAQUS/Explicitで解析を実行します.
・問題のdieの剛体設定ですが,CAE上のPart ModuleでDiscrete rigid(Type)を選択し,所望の形状を描きます.Mesh　elementはR3D4です.
・blankはshellに設定し,Mesh elementはS4Rです.
・解析を実行すると,普通なら,blankは変形が進み,dieに接触するとそこで止まり,dieに沿うようになりますが僕の解析では,blankはdieを突き抜けていきます.
　つまり,dieが解析上で剛体として認識されていません.
　また,ABAQUSは解析を実行すると,inpファイル,datファイルなどができますが,そこを見ると,dieはRIGID BODYと定義されています.

ちょとしたことでもいいので,書き込みよろしくお願いします.
(編集担当：imada 2002/03/30)

<DesignSpaceでシェル要素は使えるか?>

No.2372# 2001年12月8日# 01時09分(土曜日)# yuyu#
> ビーム要素、サーフェスを用いたモデルを取り扱えますか?
無理ですねぇ。それはできないですねぇ。基本的にSolidモデルを対象に解析する
ソフトですので、できません。
板ソリッドの中立面を取ってシェル要素の作成は追加されたみたいですけど
ビーム要素、サーフェイスを用いた計算をしたくて、なおかつ安価なプリポストソフトといえばFEMAP位しか思いつきません。
また、ソルバーは別なので購入の必要がありますが・・・

> 周期的な対称性を持つ構造体の解析が、対称部分だけのモデル化にて行えますか?
対称条件を入力すれば可能でしょう。ただ、DSは座標系XYZで拘束できないので私にはDSの拘束の入力の仕方には不満です。
ただ、DSが悪いソフトではありません。同業他社のソフトと比べたら良いと思いますよ


No.2376# 2001年12月8日# 12時40分(土曜日)# ハッピー#
> ビーム要素、サーフェスを用いたモデルを取り扱えますか?
> 周期的な対称性を持つ構造体の解析が、対称部分だけのモデル化にて行えますか?
by遠藤さん

こんにちは。yuyuさんが書かれてますように、シェル単独のモデル化は可能ですがシェルとソリッドの混合や、ビームは無理と思いますよ。そもそも、CADで設計したものを、いわゆる「モデル化」を意識させずに解析させようと言うコンセプトと思いますので、ビームやシェルはコンセプトからハズレる
のでしょう。
その意味で、(対称条件は当然あるにしても)周期対称条件機能は備わっていないと想像しますが。

>解析を始めようと思い、勉強を始めました。
ですから、解析の勉強という意味ではこの手のブラックボックス型ソフトは適切ではないと思います。
モデリング、計算、ポスト処理のそれぞれの機能がユーザーの手にしっかり委ねられたソフトでないと勉強にはならないと私は思いますが如何でしょう。
勉強という目的に絞るのでしたら、コストパフォーマンス抜群のAnsys/EDがお薦めの一つです。


No.2385# 2001年12月10日# 11時00分(月曜日)# 遠藤#
> > ビーム要素、サーフェスを用いたモデルを取り扱えますか?
> > 周期的な対称性を持つ構造体の解析が、対称部分だけのモデル化にて行えますか?
> by遠藤さん
>
> こんにちは。yuyuさんが書かれてますように、シェル単独のモデル化は可能ですがシェルとソリッドの
> 混合や、ビームは無理と思いますよ。そもそも、CADで設計したものを、いわゆる「モデル化」を
> 意識させずに解析させようと言うコンセプトと思いますので、ビームやシェルはコンセプトからハズレる
> のでしょう。
> その意味で、(対称条件は当然あるにしても)周期対称条件機能は備わっていないと想像しますが。
>
> >解析を始めようと思い、勉強を始めました。
> ですから、解析の勉強という意味ではこの手のブラックボックス型ソフトは適切ではないと思います。
> モデリング、計算、ポスト処理のそれぞれの機能がユーザーの手にしっかり委ねられたソフトで
> ないと勉強にはならないと私は思いますが如何でしょう。
> 勉強という目的に絞るのでしたら、コストパフォーマンス抜群のAnsys/EDがお薦めの一つです。

yuyuさん、ハッピーさん、ご丁寧なRESをありがとうございました。
私は、CAD/CAMのアプリケーションエンジニアをやっています。
CAEは、全くの素人なので、色々とまた教えてください。
とりあえず、解析ってどんなものか?色々なソフトを見てこようと思います。
ps
Linuxで動く、1000節点までのフリーCAEがありました。
とりあえず、これを触ってみます。
http://www.femleeg.org/index.shtml
(編集担当：imada 2002/03/30)

<板成形解析(ソリッド要素?) >

#　2001年10月25日# 12時30分(木曜日)# VPNE#
はじめまして、板成形解析(内作ソフト)の初心者です。
基本的な質問ですがどなたか、御教授願えないでしょうか。
1.Green -Lagrange歪みは公称歪み、真歪みのどちらと考えるべきでしょうか。
2.ソリッド要素での板厚真歪みはどのようにすれば計算できるでしょうか。


#　2001年10月25日# 14時41分(木曜日)# チャーリー#
こんにちは、
> 1.Green -Lagrange歪みは公称歪み、真歪みのどちらと考えるべきでしょうか。
3つとも全く別のもので、引張りでの式をあげます。端部の変位L
1公称歪　ε=(L-L0)/L0
2真歪　対数歪　ε=log(L/L0)
3G-L歪　　　　ε=L/L0+1/2(L/L0)^2

> 2.ソリッド要素での板厚真歪みはどのようにすれば計算できるでしょうか。
塑性域を決定し、歪増分での断面積A0(体積を一定)に対する
応力測度を組み込むことになると思います。
1.公称応力σ=F/A0(断面積)
2.真応力　σ=F/A0(1+L/L0)
3、セカンド・ピオラキルヒホッフ応力　σ=(F/A0)*(1+L/L0)
?あれなんか、2,3が一緒になってしまいましたが、誰か添削お願いします。
他にもいろいろな呼称あると思いました。

是非とも、どなたか応力測度の講義願えればと考えてます。
ITASのページにあったような気がしましたが、
塑性域、断面積の仮定で、河井先生の梁理論は、参考になると思います。


#　2001年10月25日# 20時54分(木曜日)# セロ弾きの豪州#
>1公称歪　ε=(L-L0)/L0
>2真歪　対数歪　ε=log(L/L0)
>3G-L歪　　　　ε=L/L0+1/2(L/L0)^2

1,2でLは変形後の長さでは?そうすると3はLをL-L0としなくてはなりま
せんが・・・

>1.公称応力σ=F/A0(断面積)
>2.真応力　σ=F/A0(1+L/L0)
>3、セカンド・ピオラキルヒホッフ応力　σ=(F/A0)*(1+L/L0)

昔ラグランジュ応力テンソルを変形勾配テンソルの逆変換で対称化させた
のが第2種ピオラ-キルヒホッフ応力テンソルと聞いたような・・・

そうするとこの場合はσ=(F/A0)*L0/Lかな・・・


#　2001年10月25日# 23時04分(木曜日)# チャーリー#
> >1公称歪　ε=(L-L0)/L0
> >2真歪　対数歪　ε=log(L/L0)
> >3G-L歪　　　　ε=L/L0+1/2(L/L0)^2
>
> 1,2でLは変形後の長さでは?そうすると3はLをL-L0としなくてはなりま
> せんが・・・
>
> >1.公称応力σ=F/A0(断面積)
> >2.真応力　σ=F/A0(1+L/L0)
> >3、セカンド・ピオラキルヒホッフ応力　σ=(F/A0)*(1+L/L0)
>
> 昔ラグランジュ応力テンソルを変形勾配テンソルの逆変換で対称化させた
> のが第2種ピオラ-キルヒホッフ応力テンソルと聞いたような・・・
>
> そうするとこの場合はσ=(F/A0)*L0/Lかな・・・

添削、大変、ありがとうございます。Toセロ弾きの豪州さん
確認してませんが、セロ豪さんですので、間違いないでしょう。
私も資料ちょっとほじくり返します。To　VPNEさん
河合先生→川井先生も間違っておりました。大変すみません。

全く関係ありませんが、もしご存知でしたらintel　f(for　linux)の
linkオプション教えてください。(笑)


#　2001年10月26日# 01時27分(金曜日)# セロ弾きの豪州#

>確認してませんが、セロ豪さんですので、間違いないでしょう。

「法螺吹きの豪州」だったりして(爆)

今慶大の久田先生の「非線形有限要素解析のためのテンソル解析の基礎」
を読み返していますが・・・間違ってはいないみたいです・・・


#　2001年10月26日# 10時28分(金曜日)# VPNE#
みなさん、御教授ありがとうございます。
このような質問をさしていただきましたのは現在、使っている板成形
解析ソフト(内作)に関して、ある人に尋ねたところ、板厚ひずみは
真ひずみということを聞かされました。しかし、そのひずみはG-Lひずみ
テンソルで計算していることがプログラムの内容を調べて分かりました。
しかし、G-Lひずみテンソルは物質点基準のひずみのようです。
また、以下のような関係があるようです。
dE/dt(t=t)=D
これを積分すれば、単軸引張りの場合には真ひずみと一致するとの事です。
しかし、板成形ではこのような単軸引張り状態が成立することはまれだと
思います。
板成形解析をされている方はどのようにされているのでしょうか。


#　2001年10月26日# 20時58分(金曜日)# チャーリー#
> 板厚ひずみは
> 真ひずみということを聞かされました。しかし、そのひずみはG-Lひずみ
> テンソルで計算していることがプログラムの内容を調べて分かりました。
> しかし、G-Lひずみテンソルは物質点基準のひずみのようです。
> また、以下のような関係があるようです。
> dE/dt(t=t)=D　これを積分すれば、

> dE/dt(t=t)=D
間違っていたらごめんなさい。うろ覚えの知識では、
G-L歪テンソルでないのでは、ないかなー。


#　2001年10月26日# 21時08分(金曜日)# VPNE#
> > dE/dt(t=t)=D
> 間違っていたらごめんなさい。うろ覚えの知識では、
> G-L歪テンソルでないのでは、ないかなー。
by チャーリーさん
説明不足でした。この式はG-Lひずみテンソルを時間微分して現配置
で定義したものがD(ストレッチング)に一致するという意味
で当方のプログラムで板厚ひずみを求めているのはG-Lひずみ、そのものです。


#　2001年10月29日# 14時56分(月曜日)# VIT#
私は大変形の解析に関心のあるCAE未経験者ですが,
私も各種ひずみ測度のイメージがつかめず苦労しております.

よくある形式的記述:
「線素の長さの2乗の差をとって...」
で皆さん満足(or納得)されているのでしょうか.

変形を適切に表せて(剛体回転を分離),並進ではゼロであるひずみの「測度」としては納得できるのですが,棒を長さゼロまで圧縮した時の値がたとえば-1/2になるなど 明確な描像が私には描けません.

現配置「基準の」,基準配置「基準の」ひずみ,とは
一体何なのでしょうか.
主軸が異なるのはわかりますが,実測(可能)値との関連は
どうなっているのでしょう.

CAEngineeringというからには何らかの形で現実の問題に適用する必要があると思うのですがひずみの測度ひとつとっても私には解らないことだらけで,実務に使用されている皆様に解析結果をどのように扱っておられるのか(たとえばVPNEさんの「板厚真ひずみ」等)是非お聞きしたいと思い投稿いたしました.

ご教授願えれば幸いです.


#　2001年10月29日# 14時58分(月曜日)# チャーリー#
> > > dE/dt(t=t)=D
> > 間違っていたらごめんなさい。うろ覚えの知識では、
> > G-L歪テンソルでないのでは、ないかなー。
> by チャーリーさん
> 説明不足でした。この式はG-Lひずみテンソルを時間微分して現配置
> で定義したものがD(ストレッチング)に一致するという意味
> で当方のプログラムで板厚ひずみを求めているのはG-Lひずみ、そのものです。

私の場合は、市販ソフトでその場限りの大変形解析行ってますが、
興味があり少し本日勉強いたしました。
相当難しいことをやってらっしゃるので、参考にならないと思いますが、
ITASや、計算力学ハンドブックを参照しましたところ、大方、
SHELL要素で行ってます。平面応力で表現する場合、指摘の通り
D(ストレッチングテンソル)×C(弾塑性構成マトリクス)=σ(コーシー応力の速度)
で対応しているようですね。
それで、板厚が歪として無視されない状況は、接触境界と座屈ということになりそうですが
その前に、増分理論での応力の歪の定義がこれがまた複雑。
過去ログにもちょくちょく出てきますが
増分理論は、Lagrange法、更新Lagrange法に大きく分けられるようです。
歪-増分歪-修正増分歪各テンソル、対応応力テンソルがあり、予測補正上
前者は、GL歪-2ndピオラ応力
後者は、真歪-真応力
に帰着するようです。
時間積分はITAS、並びに増分理論は、計算力学ハンドブックを参照されたし。

私の予測としては、Lagrangeの定式をとってらっしゃらるのではないでしょうか?
しかし、自作できるのはすばらしいなー。


No.2135# 2001年10月30日# 10時05分(火曜日)# VPNE#
>私の予測としては、Lagrangeの定式をとってらっしゃらるのではないでしょうか?
byチャーリーさん
更新Lagrange法を使っています。
プログラムにはもちろん、shell要素も取り扱えますが材料モデルの都合上,solid要素
しか使えない状況です。

>実務に使用されている皆様に解析結果を
>どのように扱っておられるのか(たとえばVPNEさんの「板厚真ひずみ」等)
>是非お聞きしたいと思い投稿いたしました.
by VITさん
やはり,皆さん実務で板成形解析をやっておられる方が解析のどの歪みを実計測結果と
比較されているかが知りたいですね。文献,論文など調べても歪みテンソルという形で
いろいろ書かれてはいますがそれをどう活用するのかが書かれていない。私のような
初心者が困惑するのはまず、こういうところです。


No.2136# 2001年10月30日# 12時46分(火曜日)# チャーリー#
> プログラムにはもちろん、shell要素も取り扱えますが材料モデルの都合上,
>　solid要素しか使えない状況です。

VPNEさんの板成形とは考えていたプレス成形とはなんか違うようですね。すみません。
補足ですが、SHELLもVolume仮想節点をもったSOLIDと考えてもよいはずなので
先述述べましたように、もちろん板厚成分(面法線)の歪は考慮可能です。
考えるに、VPNEさんがG-L歪テンソルではなく、G歪テンソルと解釈してますが

人事のように、書いてしまいますが。
一般的なプレス加工では、しわ予測ニーズが大きいようです。
その上で、有限要素を採用するための問題点は、板厚歪を考えるより
運動力学も絡んだスプリングバックなども考慮したざくつ表現が重要に感じてます。
一般的には、要素サイズ的に、圧縮はあまり考えないというより微々たるもので
単引張りデータでマクロ的に表現するため微分更には微分といった
応力テンソルと、歪テンソルを必要になっているのではと考えてます。

最近は、都合よいALEやリゾーニングなどの手法もありますが
解析コストを考えると、初期のMESH化は、非常に梃子摺りますです。
その割に、結果はぎこちないんです、私が解析すると。(笑)

簡単なモデルで解析しながら、考察するのもいいのではないでしょうか?
新たな歪テンソルが、生まれそうな気がしてます。
できたら教えてください。(笑)
(編集担当：imada 2001/12/15)

<ABAQUSとANSYSで接触解析の結果が違った!!!! >

#　2001年10月18日# 20時26分(木曜日)# えぽばく#
みなさん初めまして.私の研究室にはABAQUSとANSYSがあります.
この2つのソフトを使って円盤の3D弾塑性熱応力解析を行って板厚方向の変形量を計算すると,ABAQUSは大きく変形(実験値と概ね一致してます)するのですがANSYSでは全く変形しません.
それとか,同じ接触解析を行っても,ABAQUSではちゃんと接触して解析が正常に行えますが,ANSYSは接触せず,突き抜けます.
この違いは一体なんなのでしょうか?
非線形問題を解くアルゴリズムが異なるのでしょうか?
もしそうなら何がどう違うのか知っている方がいれば教えてください.
解析自体の理論は同じ有限要素法なのでいっしょのはずですが・・・
ABAQUSとANSYSではそもそも何が違うのでしょうか?
かなりこの2つのFEMソフトの間で翻弄されています.
助けてください.


#　2001年10月18日# 22時15分(木曜日)# チャーリー#
> みなさん初めまして.私の研究室にはABAQUSとANSYSがあります.
羨ましいですね。

>　ABAQUSではちゃんと接触して解析が正常に行えますが,
> ANSYSは接触せず,突き抜けます.
> この違いは一体なんなのでしょうか?

どちらもヘビーユーザーでないので、当たり前の回答しかできませんが
やりかたが、どっかまずいだけかなーと思います。

> 非線形問題を解くアルゴリズムが異なるのでしょうか?
> もしそうなら何がどう違うのか知っている方がいれば教えてください.
> 解析自体の理論は同じ有限要素法なのでいっしょのはずですが・・・
> ABAQUSとANSYSではそもそも何が違うのでしょうか?
> かなりこの2つのFEMソフトの間で翻弄されています.
> 助けてください.
価格が違います。なんてばかなこといってすみません。

非線形とは、材料非線形、形状非線形、境界非線形?
どれをいってるのでしょうか?境界条件は温度?


#　2001年10月18日# 22時22分(木曜日)# えぽばく#
> 非線形とは、材料非線形、形状非線形、境界非線形?
> どれをいってるのでしょうか?境界条件は温度?
>
熱応力解析の方は,材料非線形及び形状非線形を考慮してます.
ちなみに,材料特性はすべて温度依存性も考慮しています.
境界条件は節点に温度をあたえて熱応力解析をしています.

接触解析の方は,上の解析とは全く別で,境界非線形と材料非線形及び形状非線形のすべてを含んでます.

たしかに,接触解析のほうはかなり非線形性の強い解析であるとは言えるのでABAQUSの方が強いのはなんとなく理解できます.
けど,熱応力解析は急激に変形が起こるとしてもそんなに非線形性が強いとは思えないので,2つのソフトで差が出るのが分かりません.
なぜでしょう?


#　2001年10月19日# 08時36分(金曜日)# ハッピー#
> たしかに,接触解析のほうはかなり非線形性の強い解析であるとは言えるのでABAQUSの方が
> 強いのはなんとなく理解できます. けど,熱応力解析は急激に変形が起こるとしてもそんな
> に非線形性が強いとは思えないので,2つのソフトで差が出るのが分かりません.
byえぽばく さん

ABAQUS、MARC、ANSYS、NASTRANを使っていてそんなに大きな差を感じません。
(ANSYSは駆け出しですが)
チャーリーさんも書いておられましたが、基本的なところでANSYSの使い方をミスってません?


#　2001年10月19日# 09時52分(金曜日)# チャーリー#
> >
> 熱応力解析の方は,材料非線形及び形状非線形を考慮してます.
> ちなみに,材料特性はすべて温度依存性も考慮しています.
> 境界条件は節点に温度をあたえて熱応力解析をしています.

次の二つの観点で、比較してみるといいのでは、
熱の分布は確かでしょうか?
分布に対する、変形量は?

おそらく、入力条件にたいして、まともな計算してると思いますよ。

解析は、古いログにあったと思いますが、解析そのものは
入力に対する応答を求めるもので、市販されているものの
支配方程式は一緒のはず、さほどかわるはずはありません。
物理形状に対する離散化(ここではFEMとしましょう)した場合に、
極度な非線形域応答を形状に関わる応答計算の手法が、若干各種で特徴と
工夫されている程度と考えて。
まずは、線形で行ってみてからはいかがでしょうか?

> 接触解析の方は,上の解析とは全く別で,境界非線形と材料非線形及び形状非線形のすべてを含んでます.
>
> たしかに,接触解析のほうはかなり非線形性の強い解析であるとは言えるのでABAQUSの方が強いのはなんとなく理解できます.
> けど,熱応力解析は急激に変形が起こるとしてもそんなに非線形性が強いとは思えないので,2つのソフトで差が出るのが分かりません.
> なぜでしょう?


#　2001年10月19日# 11時04分(金曜日)# たくや#
> >　ABAQUSではちゃんと接触して解析が正常に行えますが,
> > ANSYSは接触せず,突き抜けます.
> > この違いは一体なんなのでしょうか?

ANSYSで、接触要素と荷重ステップ、タイムステップをもう一度確認
されてみては?
ABAQUSと比べてどうかはわかりませんが、それなりの結果が出るはず
だと思うのですが・・・。


#　2001年10月19日# 14時51分(金曜日)# えぽばく#
> 物理形状に対する離散化(ここではFEMとしましょう)した場合に、
> 極度な非線形域応答を形状に関わる応答計算の手法が、若干各種で特徴と
> 工夫されている程度と考えて。

不勉強ですいません.ここのところを詳しく教えていただけませんか?お願いします.


#　2001年10月19日# 19時20分(金曜日)# チャーリー#
> > 物理形状に対する離散化(ここではFEMとしましょう)した場合に、
> > 極度な非線形域応答を形状に関わる応答計算の手法が、若干各種で特徴と
> > 工夫されている程度と考えて。
>
> 不勉強ですいません.ここのところを詳しく教えていただけませんか?お願いします.

基本部の違いらしい違いはないのですが、収束し難いような解析域で
ABAQUSのほうが、いろんな工夫をしてます程度のことです。
カタログ見てますが、答えられるほどヘビーユーザーではないのです。
今回のソルバー間の違いとは、関係ないと考えてます。

ところで
えぱぼくさんの解析のなんかおかしいところ見つかりましたでしょうか?
入力しているパラメータの桁数や境界条件が抜けたり間違ってませんか?
こちらが、熱応力解析のソルバー間違い原因と考えてのコメントなんですが、、

#　2001年10月19日# 20時19分(金曜日)# えぽばく#
>> ところで
> えぱぼくさんの解析のなんかおかしいところ見つかりましたでしょうか?
> 入力しているパラメータの桁数や境界条件が抜けたり間違ってませんか?
> こちらが、熱応力解析のソルバー間違い原因と考えてのコメントなんですが、、
>

LOGファイルを見る限り間違いは無いと思います.ABAQUSとANSYSの違いで僕が検討が付くことは収束判定のトレランスが違うくらいです.
これも同じにしてみたのですが結果に大差はありませんでした.増分も同じにしてますし・・・
ソルバーにしてはあまり意識したことが無いのですが(ソフトまかせにしてます),ソルバーによってそんなに結果が変わるものですか?
ABAQUSとANSYSではデフォルトのソルバーは同じなんですが.

このソフトでは解析できるけど他のソフトではできないというような事って皆さんないですか?
あれば教えてください.


#　2001年10月19日# 23時11分(金曜日)# ハッピー#
> この2つのソフトを使って円盤の3D弾塑性熱応力解析を行って板厚方向の変形量を計算すると,
> ABAQUSは大きく変形(実験値と概ね一致してます)するのですがANSYSでは全く変形しません.
> それとか,同じ接触解析を行っても,ABAQUSではちゃんと接触して解析が正常に行えますが,
> ANSYSは接触せず,突き抜けます.
> この違いは一体なんなのでしょうか?
byえぽばく さん

えほばくさん、こういう場合の原因探索法は、限りなくシンプルな問題に立ち戻って、そこから順々に本来の問題に近づけることです。今回の前半の問題では「全く変形しない」という、使い方のミスである可能性がかなり大きいと考えられる状況です。ですから、
1)熱応力ではなく、単純な集中荷重の問題とし、非線形性は考慮しない線形問題とする。
　　この最もシンプルな状態で変形しなけりゃ話になりませんから。
2)次いで、節点温度を与えた熱応力問題にしましょう。この段階で解けなければ線膨張係数にミスが
　　あるとか節点温度の与え方に問題がある。
3)最後に材料非線形ですが、まず荷重(節点温度)を小さくして非線形性が小さい領域で解いて、徐々
　　に荷重を大きくしてみましょう。
この一通りをやってみて、その結果をご紹介頂けませんか?「1)、2)なんてクリヤ済み」でしたら、そうお知らせ下さい。何せ情報が少なすぎて、どう判断して良いやら分かりませんので

>ソルバーによってそんなに結果が変わるものですか?
本件は、そういう問題ではなく、ABAQUSは気にしないで良いと思いますヨ
こんな風に言っている私も何度もヘマをやってますので。


#　2001年10月20日# 00時44分(土曜日)# dan#
> > えぱぼくさんの解析のなんかおかしいところ見つかりましたでしょうか?
> > 入力しているパラメータの桁数や境界条件が抜けたり間違ってませんか?
> > こちらが、熱応力解析のソルバー間違い原因と考えてのコメントなんですが、、
> >
>
> LOGファイルを見る限り間違いは無いと思います.

ふと思ったんですが、ANSYSの方、出力の時刻が間違っている、
ってことはないでしょうか。
例えば時刻0の結果を出力させてしまっているとか。


#　2001年10月20日# 08時50分(土曜日)# ちまき#
> この2つのソフトを使って円盤の3D弾塑性熱応力解析を行って板厚方向の変形量

もしかしてシェル要素でやってませんか?
ABAQUSは板厚方向に節点を幾つか持っていますから、板の裏表の温度差で
反りがでますが、ANSYSは板厚方向の温度は均一と仮定した場合しか
解析できません。
接触の話は、コンタクトとターゲットの接触の向きに問題ありと見ました。
接触要素の表同士を向かい合わせるように要素の向きを定義しないと
突き抜けちゃいますよ。

ご参考まで、ちまき


#　2001年10月29日# 00時13分(月曜日)# ハッピー#
> > この2つのソフトを使って円盤の3D弾塑性熱応力解析を行って板厚方向の変形量を計算すると,
> > ABAQUSは大きく変形(実験値と概ね一致してます)するのですがANSYSでは全く変形しません.
> > それとか,同じ接触解析を行っても,ABAQUSではちゃんと接触して解析が正常に行えますが,
> > ANSYSは接触せず,突き抜けます.
> > この違いは一体なんなのでしょうか?
> byえぽばく さん

えほばくさん、その後、何か進展はありましたか?
アドバイスされた多くの皆さん、気になってますよ、きっと。
(少なくともANSYS&ABAQUSユーザーである私は「意外な結果」を半分期待しています)


#　2001年10月29日# 16時02分(月曜日)# えぽばく#

> えほばくさん、その後、何か進展はありましたか?
> アドバイスされた多くの皆さん、気になってますよ、きっと。
> (少なくともANSYS&ABAQUSユーザーである私は「意外な結果」を半分期待しています)
byハッピーさん

すいません.なんだかんだと忙しくて返信できませんで・・・

進展はありました.応力ーひずみ関係がの定義が異なっていました.

ABAQUSの材料特性は,降伏点での応力値とひずみ量,降伏後の塑性ひずみとその点での応力を定義します.
定義したひずみより大きな領域では完全塑性というふうになります.

一方,ANSYSでBi-linearな応力-ひずみ特性を仮定すると,降伏点と降伏後の傾きを定義するだけで,降伏後は定義した傾きのままえんえんと計算していきます.

僕の解析はABAQUSでの計算が完全塑性の領域まで達していました.
でも,それを同じにして計算したら今度は逆に変形しすぎてしまいました.

変形することがわかったから良かったんですが,やはり,いまだにANSYSとABAQUSの違いがよくわからないです.僕の研究室は昔はABAQUSでした(今回のABAQUSの結果は昔のもので,実は僕はANSYSユーザーです)が,
今はANSYSを使っているのでこの差がどうなのかひっじょうに気になる次第です.
ANSYSとABAQUSを使っている方に聞きたいのですが,使っていて2つのソフトの差はなんなんでしょうか?
結局ここに戻ってきてしまってすいません.
ぜひ,使っていて感じることを教えてください.


No.2134# 2001年10月30日# 08時35分(火曜日)# ハッピー#
> ABAQUSの材料特性は,降伏点での応力値とひずみ量,降伏後の塑性ひずみとその点での応力を定義します.
> 定義したひずみより大きな領域では完全塑性というふうになります.
byえぽばくさん

ABAQUSは応力-歪み関係に限らず、テーブル形式のデータは全てそうですね。
でも、それはANSYSでも同じじゃないでしょうか。定義外で外挿するソフトはあるのかなぁ

> 一方,ANSYSでBi-linearな応力-ひずみ特性を仮定すると,降伏点と降伏後の傾きを定義するだけで,
> 降伏後は定義した傾きのままえんえんと計算していきます.
それは「Bi-linear」ですから当然です。「Bi-linear」は最も単純な弾塑性モデルです。
上記ABAQUSと比較するなら、今EDを見たところ「マルチリニア等方」ではないでしょうか?
或いはABAQUSで「Bi-linear」をモデル化するか。

#前のお話では、ANSYSは「全く変形しない」ということじゃありませんでしたっけ?

> ANSYSとABAQUSを使っている方に聞きたいのですが,使っていて2つのソフトの差は?
> 結局ここに戻ってきてしまってすいません.
> ぜひ,使っていて感じることを教えてください.

ということで、結局、同じモデル化をすれば、ほぼ同じ結果が得られると思いますよ。
ABAQUSもANSYSも、それからNASTRAN、MARCも。恐らく他ソフトも。
もし、6面体ソリッドを使っておられるのなら、ABAQUSはC3D8ではなく、C3D8IでANSYSと比較した方がよいです。ANSYSの非適合モードに関するデフォルトは「非適合モードを含む」でABAQUSのC3D8Iに相当します。或いは逆にC3D8と「非適合モードを含まない」で比較するか。
この「含む/含まない」はケースによっては小さくない差を生みます。

#とにかく進展して良かったですね。
(編集担当：imada 2001/12/15)

＜大根下ろし? 架台の足場の解析＞

#　2001年10月11日# 21時03分(木曜日)# デビルマン#

以前より目に飛び込んでくるモノについて「これを解析するにはどういうモデルを作れば」とぼんやり考えることが多いのですが、今しょーもないことで悩んでいます。
架台の足場などで使われているエキスパンドメタルのようなものをモデル化する場合、どんな要素の作り方をするのが良さそうでしょうか？強引にソリッドで造る？
それともビーム要素で格子を組む？
うーむ。。。。


#　2001年10月12日# 00時54分(金曜日)# ハッピー#
> 架台の足場などで使われているエキスパンドメタルのようなものを
> モデル化する場合、どんな要素の作り方をするのが良さそうでしょうか？> 強引にソリッドで造る？
> それともビーム要素で格子を組む？
byデビルマンさん

「エキスパンドメタル」 というのがよく分かりませんが、パイプで組んだ足場に通路として取り付けられた穴だらけの長方形板ですか？裏返すと大根下ろしに使えそうな。

#　2001年10月13日# 10時23分(土曜日)# ハッピー#
> あの穴だらけの大根下ろしです。簡略化するとしたらどうしたらいいのかな？
byデビルマンさん

・一枚全体を解こうとするならシェル要素で形状をモデル化するのが手っ取り早いか？
・何十枚も解かなきゃイカンのであれば、一部を取り出してソリッドで精密モデル化し
　3軸方向・周りの剛性を求めて、異方性平板材としてシェルで粗くモデル化するのもありか？
・Adventureに頼んでソリッドで力ずくで解くか（これは簡略化の題意から外れますね

＃昨日、ＡＮＳＹＳのプロの技を初めて見ました。メニュー何ぞはうっとおしいとコマンド　を矢継ぎ早に打ち込んであっと言う間に．．．
　入力データにDimension文やDoループがあったり、これはもう、更なる深みにハマりそうです。

#　2001年10月15日# 00時46分(月曜日)# デビルマン#
> ・一枚全体を解こうとするならシェル要素で形状をモデル化するのが手っ取り早いか？
> ・何十枚も解かなきゃイカンのであれば、一部を取り出してソリッドで精密モデル化し
> 　3軸方向・周りの剛性を求めて、異方性平板材としてシェルで粗くモデル化するのもありか？
> ・Adventureに頼んでソリッドで力ずくで解くか（これは簡略化の題意から外れますね

解答ありごとうございます。身近なモノを手にして悩むことって、案外多いと
思うのですが皆さんはいかがでしょう？

>
> ＃昨日、ＡＮＳＹＳのプロの技を初めて見ました。メニュー何ぞはうっとおしいとコマンド
> 　を矢継ぎ早に打ち込んであっと言う間に．．．
> 　入力データにDimension文やDoループがあったり、これはもう、更なる深みにハマりそうです。

プロの技は何回みても飽きませんね。
(編集担当：imada 2001/12/15)

＜シェルモデルの解析結果の評価方法 ＞

#　2001年8月23日# 19時05分(木曜日)# katu#
はじめまして。katuと申します。
解析結果の評価方法について教えてください。

I-DEAS Thin Sell要素を使用して疲労評価を行っているのですが、
FEM解析結果の応力値（ミーゼス）をもとに、S-N線図で評価を行うと
要件をまったく満足できないという結果が得られます。
これに対し、実機テスト結果では充分に要件を満足しています。
FEM上で応力が高く表示される部位がR部ということもあり、切り欠き効果により応力が高く表示されているのかな？と考えていますが
平板の場合、どのように評価してよいかわかりません。

皆さんは、FEM計算結果をどのように評価されているのでしょうか？
このようにShellの場合だけでなく、Solidでも形状が複雑になれば
悩みどころであると思いますが、アドバイスを頂ければ幸いです。


#　2001年8月23日# 21時27分(木曜日)# ちまき#

> I-DEAS Thin Sell要素を使用して疲労評価を行っているのですが、
by katuさん ^^^^Shellと思ってレスします

解析対象がどんなものかよく判らないのでとりあえず書きます。

平板？
円孔帯板の引張みたいなものを想像すれば良いのでしょうか？厚さは？
薄ければシェル要素でも大きな問題は無いと思います。応力がおかしいと
思われるなら荷重条件や拘束条件が実験を上手くモデル化できているか、
もう一度検討してみてはいかがでしょう。
また公称応力を手計算できる部位があれば解析結果と手計算を比べて見るのも
一手かと。
解析自体が正しいとすればもうちょっと情報がないと何とも言えません。

三次元構造？
基本的にシェル要素の形状不連続な接合部での解析結果そのものの応力値で
疲労評価はできません。
シェル要素で求まった応力値を実際の応力値に換算する係数（いわゆる
応力集中係数）みたいなものがあらかじめ分かっていれば別ですが。
普通のシェル要素は板厚方向の応力分布を線形と仮定していると思います。
局部的なＲ等での応力集中の効果は考慮されません。

またシェル要素の接合部は宿命的に実物とは違ったモデル化となっています。
接合部の応力値が実物に対する何を意味しているのかは結構難しいと思います。

という事で評価対象部位を何とかしてソリッドでＲまで考慮して解析された方がよいと思います。（サブモデリング等）あるいは、2次元に近似はできませんか？

ご参考になれば。ちまき


#　2001年8月24日# 17時21分(金曜日)# soul#
よし☆彡さん、ちまきさん、ありがとうございます。
>
> この筒、ふたand/or底の板がついてるんですか？
> ただの筒でしたら、2次元の平面ひずみ要素orシェル要素で良いのでは。
> 三次元でやるならシェル要素の方が良いのではないでしょうか？
> （D/tが大きいですもの）

Φ120に対して厚さ2というのはD/tが大きいでしょうか？
この場合どの位の厚さならD/tが小さいといえますか？
（非常に初歩的な質問ですみません）

> また試験体の固定法ですが、ただ置くだけでも良いのでは。
> 圧縮試験機のセットアップで当たりを出す時、ちょっとでも（数グラム程度でも）
> 圧縮荷重がかかれば、もう転がったりしないんじゃないですかねぇ。
> 普通に圧縮したら、上下で対称に変形もするでしょうし。
> 当たりが出るまでは、紙か何かで転がらないようにしておけば、駄目ですかね。

今は変形後より、大きいRを持った円筒面の溝の上に乗せるのはどうかという話になっています


#　2001年8月24日# 20時29分(金曜日)# ちまき#

> Φ120に対して厚さ2というのはD/tが大きいでしょうか？
> この場合どの位の厚さならD/tが小さいといえますか？

単なる感覚ですよ。
10くらいだったら厚いなぁと思いますけど。円筒つぶすような解析でしたら
この比でもまだシェルで大丈夫じゃないでしょうかねぇ。
5だったら，さすがにソリッドを選択。
100だったらペラペラな感じ。って言ってもそこそこ剛性はあるかも。
直径72ｍで板厚1インチなんてのも在ります。鉄ですが，ぐにゃぐにゃな感じです。

私は持ってないのですが，この掲示板で昔話題になった「ピンクの本」
（と呼ばれていたような）にシェル要素の適用性について記述があるやに
聞いています．（過去ログより）

> 今は変形後より、大きいRを持った円筒面の溝の上に乗せるのはどうかと
> いう話になっています。

画期的な固定方法を思いつきました。
！セロテープで貼っつけとく！じゃなくて．．．（Simple is best?）

筒の中にオモリを着けとけば，起き上がり小法師のように安定するのかなぁ。

ちまき
(編集担当：imada 2001/12/15)

＜シェル要素節点の自由度＞

#　2001年7月24日# 22時27分(火曜日)# 巨泉首相#

有限要素法の本を読むとシェル要素節点の自由度は5つで
面外方向の回転自由度は持たないと書いてあるのですが
解析ソフトでは拘束条件定義の際シェル要素節点に対し
ても6自由度を考慮しなくてはなりません。
これはなぜなのでしょうか?


#　2001年7月24日# 23時50分(火曜日)# チャーリー#
>
> 有限要素法の本を読むとシェル要素節点の自由度は5つで
> 面外方向の回転自由度は持たないと書いてあるのですが
> 解析ソフトでは拘束条件定義の際シェル要素節点に対し
> ても6自由度を考慮しなくてはなりません。
> これはなぜなのでしょうか?

薄板では、面外せん断歪が極微量であること
そのため、変位が小さくなるため、
面外せん断の自由度を減らす。（低減積分）

その影響もあってゼロ・エネルギーモードなんかも発生します。

一時期、話題になった、アワーグラスにも関係してきますね。


#　2001年7月25日# 00時17分(水曜日)# ハッピー#
> 有限要素法の本を読むとシェル要素節点の自由度は5つで
> 面外方向の回転自由度は持たないと書いてあるのですが
> 解析ソフトでは拘束条件定義の際シェル要素節点に対し
> ても6自由度を考慮しなくてはなりません。
by巨泉首相さん

？？「面外方向の回転自由度」ではなく「面内の回転自由度」では？
要素座標系ｘ、ｙ、ｚの並進自由度と、ｘ軸周り、ｙ軸周りの面外回転自由度で計5自由度です。つまり、ｚ軸周り＝面内回転自由度以外の自由度ですね。
拘束条件の時はｚ軸周りを拘束しなくても解けると思いますが．．．．
ただ、これはあくまで要素座標系での話し。一般3次元座標に配置されたシェル要素の節点から見れば、並進自由度3、回転自由度3の6自由度となりますので、この全体系と要素系をつなぐために要素系でも仮想的な面内回転自由度が考慮されます。


#　2001年7月25日# 11時10分(水曜日)# imada #
> ？？「面外方向の回転自由度」ではなく「面内の回転自由度」では？

「面外方向軸に対する回転」と書きたかったのでは？
自分も前に悩んだのでなんとなくわかってしまいました。

> 要素座標系ｘ、ｙ、ｚの並進自由度と、ｘ軸周り、ｙ軸周りの面外回転自由度で
> 計5自由度です。つまり、ｚ軸周り＝面内回転自由度以外の自由度ですね。
> 拘束条件の時はｚ軸周りを拘束しなくても解けると思いますが．．．．

6自由度で作ると面内変形が硬くなりすぎるんですよね、たしか。
面内の回転を節点1点だけでは拘束できないことに注意が必要です。
って、普通そんなことしないか・・・・。


#　2001年7月25日# 13時58分(水曜日)# ハッピー#
> 「面外方向軸に対する回転」と書きたかったのでは？
> 自分も前に悩んだのでなんとなくわかってしまいました。

by_imadaさん
確かに、そうでないと4自由度になってしまいますね。頭が硬く回転自由度が足りなかったもので．．．．^^;;


#　2001年7月25日# 22時15分(水曜日)# imada #
巨泉首相 さん。
> どうも私には文章読解力が足らないようです。
>
> >確かに、そうでないと4自由度になってしまいますね。
> >頭が硬く回転自由度が足りなかったもので．．．．^^;;

確認ですが、
シェルの要素座標系を直交座標系で考えると、面内に並進軸が2つ
（仮にXとYとしましょう）面外に1つ（必然的にZになります）
出来ますよね。
この3つの並進軸回りにそれぞれ回転自由度を有するわけですが、
今、自由度がないと言っているのは要素Z軸回りのことですよね。
単純に「面外方向の回転自由度」と言うとXとYの2つの回転自由度
のことを指しているように感じます。（だから残りは4つになってしまう）

要素XとYの回転自由度が無くなってしまうと大変なことになってしまいます。
面外方向の回転を止める手立てが無くなってしまいます。

元の質問の意味に合っていますでしょうか？


#　2001年7月25日# 22時21分(水曜日)# ハッピー#
大昔、手メッシュでNASTRANを使っていた頃、なかなか十分な拘束条件を設定することができず、何度もNASTRANからSinglarityエラーで突き返されていました。シェルとビームでさらにピン結合オプションでリンクをモデリング．．となると一筋縄ではいかなくて。
そう言うときに、取りあえず流させてくれるのが、AutoSPCでした。不定になっている自由度を片っ端から自動的に拘束してくれて助かりました。
あとで、拘束された自由度を見ながら「なるほど、そういうことか」とNASTRAN様から教えていただいた気分でした。


#　2001年7月26日# 00時24分(木曜日)# よし☆彡#
通常のシェルと呼ばれるものは、3次元理論で作成された
要素とシェル理論で作成された要素がありますが、シェル
理論で作成された要素は平面応力要素と平板曲げ要素を
組み合わせて作成される場合があり、この場合1点の
自由度は5自由度となります。
ところが、3D空間の自由度は6自由度なので、面内回転
成分が欠落することになります。そこで、面内回転成分を
仮想的に追加する方法が、ツェンキービッツにより提案され
これを多くの要素が採用してます。
　また、要素の中には面内回転成分を新たな自由度として
扱う汎関数として解かれた要素もあり、それが扱える汎用
ソルバーもあります。
(編集担当：imada 2001/12/15)

＜I-deasとABAQUSについて質問 ＞

#　2001年7月17日# 00時44分(火曜日)# burning#
> I-deasとABAQUSを使って解析を行っているのですが
> I-deasに解析結果を読み込んでポスト処理を行うと
> 出力値にバラツキがあります。
> 具体的に言うと応力値に変化があります。
by よはん さん

出力値にバラツキがあるという意味がちょっとあいまいなので、
ここでは、ABAQUSの .dat に出力される値と、I-DEAS上で表示
される値が違うという意味で書きます。

I-DEASでABAQUSの結果を見ているということは、.filファイル
を使っていますね。.filファイルの出力のデフォルトは、要素
の積分点での値だったと思います。（詳細はマニュアル見てく
ださいね ^_^;）

I-DEASのトランスレータは、.filファイルのこの値を節点に外挿
していたか、あるいはそのまま節点の値として使っているかです。
（今家なので、どちらだったかよく覚えていません。^_^;;）

したがって、そのままだと値が変わるのは仕方ないですね。

*EL FILEに節点での応力値を出力するのオプションがありま
すので、使ってみてください。かなり近い値になると思います。


> I-deas側で節点情報を要素に振り分ける時に平均化を行って
> いたり、平均化を行わないにしても要素境界や要素等によって
> 結果が変わります。皆さんのところではどんな設定で

I-DEASでは、見た目SHELL要素は一種類ですが、ABAQUS側では同じ
四辺形SHELLでも、S4R,S4R5,S4RFなど複数のシェル要素が選択で
きます。それぞれ要素の定式化が異なりますから、結果も微妙に
異なります。それをI-DEASに取り込んだらますます変わります。(>_
(編集担当：imada 2001/12/15)

＜IDEASvsPATRAN シェルの積分点＞

#　2001年6月24日# 12時09分(日曜日)# ハム太郎#
> > ピンクのムカデさん、教えて下さい。
> >
> > ＞ただ、ＩＤＥＡＳのポスト処理でＮＡＳＴＲＡＮの結果が変わってしまう現象に
> > ＞直面しており、ＰＡＴＲＡＮの再登場を考えています。
> >
> > ・IDEASとPATRANのポスト処理の手法が異なるということですか？
> > ・なぜ、結果が変ってしまうのでしょうか？
> >
> > 初歩的なことかもしれませんが教えて下さい。
> > よろしくお願いいたします。
>
> ピンクのムカデさんでなくすみません。
> 記憶が曖昧ですが、Nastranに限らず、他のソルバーでも、IDEASの場合に
> ある応力が、節点値でなく、積分点での計算に変換されるものあります。
> ベンダーさんでも教えてくれるでしょうし、記載しているものもあり。
>
> I-DEAS　&　Nastranは、わたしの地域でのポリテクセンターでも
> 講習会行ってるので、この組み合わせはなかなかいいな～
>

なんか面白そうな話題なので、役に立てば・・・

4角形の1次シェルなんかが、典型的に違ったと記憶しています。
Nastranは通常、積分点が中心にしかありませんが、I-DEASでは4つ
(正確には表裏で8つと思いますが）あります。Nastranの結果を読むと、
中心の結果を4つの節点に同じ値で入力します。Nastranで流すときに、
STRESS(CORNAR)だったかの指定で流せば、Nastranの方の結果も積分点が増えて、4隅で別々の値をとったと記憶しています。
I-DEASの変換ソフトは、どっちでも読めたと思います。

また、Nastranは通常、要素座標系での応力を表示するためPatranも
そうなっていると思いますが、I-DEASは全体直交座標系がデフォルトですので、I-DEASの中で、表示する座標系を変えないと違って見えるでしょう。
あと、I-DEASのポストって隣接要素の応力の平均化するのがデフォルトだったと思いますので、この辺も、ぱっと見の違ってくる原因でしょう。

あと、Nastranは面外応力成分は「0」として扱っていたと記憶していますが、I-DEASはシェルのくせにこれらを考えようとしていますので、
境界条件によっては組み合わせ応力（最大・最小主応力とか最大せん断応力）が変わってくるでしょうね。
（I-DEASは細かく言うと、Vizualizerと普通のポストでもこの辺の主義主張が 違って別のデータが出たと思います。なにやってんだか・・・）
Nastranの方が、通常の2次元シェル理論にそった考えですね。


#　2001年6月24日# 14時26分(日曜日)# ハッピー#
> Nastranは通常、積分点が中心にしかありませんが、I-DEASでは4つ
> (正確には表裏で8つと思いますが）あります。Nastranの結果を読むと、
> 中心の結果を4つの節点に同じ値で入力します。Nastranで流すときに、
> STRESS(CORNAR)だったかの指定で流せば、Nastranの方の結果も積分点が増えて、
> 4隅で別々の値をとったと記憶しています。
byハム太郎さん
私はIDEASは殆ど忘れてしまったのですが．．．．．．
「積分点」について、参考までに補足させて下さい。

「積分点」というのは、剛性マトリックスを数値積分で求めるための点で一般にはガウスの積分公式が用いられるので、ガウスポイントと呼んだりもします。
均質材料の線形解析であれば、シェル要素は中立面上に4点の積分点があると思います。
・Nastranも恐らく4点あるでしょうが、出力するときに要素中心点で応力を計算し直して出力しているものと思います。また節点位置でも出力できます。ただ、これら要素中心、節点位置での応力値が、積分点での結果から内外挿で求めたものか、それぞれの位置で計算したものかは忘れました。
・IDEASも積分点そのものは中立面上の4点で、応力の計算を各積分点位置の表裏位置で行っているものと思います。 違っていたらスミマセン

基本的に、線形解析ではシェル、ソリッドに関わらず任意の位置で応力の計算は出来ます。
特にシェルの場合、応力は面内のメンブレン成分と曲げ成分の重ね合わせになるわけで、メンブレン成分は表裏で変わりませんし、曲げ成分は表裏で符号が変わるだけです。

一方、積層材料や弾塑性解析になると、厚み方向に材質特性が変化しますから、厚み方向にも複数の積分点が必要になります。これは、最低でも3点（表裏＋中立面位置）で、通常は5点程度と思います。ただ、殆どの場合、表面応力を評価しますから、表裏2点（この場合は積分点＝計算点）の応力を抽出してコンターを作図しています。
なお、板厚方向の積分にはガウス積分はあまり用いられず、シンプソン則や台形公式他が用いられるようです。というのは、ガウス積分では、表裏面＝積分区間の両端点に積分点が来ないため、と思います。

> あと、I-DEASのポストって隣接要素の応力の平均化するのがデフォルトだったと
> 思いますので、この辺も、ぱっと見の違ってくる原因でしょう。
Patranもデフォ


#　2001年6月24日# 14時31分(日曜日)# ハッピー#
＃途中で切れてしまいましたので。
> あと、I-DEASのポストって隣接要素の応力の平均化するのがデフォルトだったと
> 思いますので、この辺も、ぱっと見の違ってくる原因でしょう。
Patranもデフォルトは接合部も含め平均化されたと思います。

＃シェル要素の結果を全体座標系で処理するって、理解に悩みますね。
　Patranもシェルに主応力ベクトルを描くと3軸表示されて「何のこっちゃ分からん状態」だったと思いますが。

＃プリポストもＣＡＥシステムの重要な一部なわけですが、解析業務を知らない人が 開発してるんじゃない？と感じられる部分も中にはあるようですネ


#　2001年6月25日# 09時53分(月曜日)# ハム太郎#
> 「積分点」について、参考までに補足させて下さい。
>
> 「積分点」というのは、剛性マトリックスを数値積分で求めるための点で一般には
> ガウスの積分公式が用いられるので、ガウスポイントと呼んだりもします。
> 均質材料の線形解析であれば、シェル要素は中立面上に4点の積分点があると思います。
> ・Nastranも恐らく4点あるでしょうが、出力するときに要素中心点で応力を計算し直して
> 出力しているものと思います。また節点位置でも出力できます。ただ、これら要素中心、
> 節点位置での応力値が、積分点での結果から内外挿で求めたものか、それぞれの位置で計算
> したものかは忘れました。
> ・IDEASも積分点そのものは中立面上の4点で、応力の計算を各積分点位置の表裏位置で
> 行っているものと思います。 違っていたらスミマセン

ありがとうございます。

Nastranは普通使われている「ガウスポイント」からすると少し変だと思っていたのですが、そうなんですね。
I-DEASは、Integration pointで出力を出せるオプションがあるのですが、
4角形シェルだと8つ出ます。
節点での応力と積分点での応力を両端単純支持の曲げモデルで比較しても、
曲げ方向の応力成分の値が違って出てくるので、積分点は厚み方向でも
表裏面上でなく、少し内側に入っているのかなあ？と勝手に思っていますが・・・


#　2001年6月25日# 18時42分(月曜日)# ハッピー#
＃一部書き直しました。
> I-DEASは、Integration pointで出力を出せるオプションがあるのですが、
> 4角形シェルだと8つ出ます。
> 節点での応力と積分点での応力を両端単純支持の曲げモデルで比較しても、
> 曲げ方向の応力成分の値が違って出てくるので、積分点は厚み方向でも
> 表裏面上でなく、少し内側に入っているのかなあ？と勝手に思っていますが・・・
byハム太郎さん

伝熱解析について言えば、ABAQUSやMARCのシェル要素は、厚み方向に自由度があります。
というか、要するに内部的にソリッド要素を生成しているようなものです。
MARCで言えば、厚み一層で、①1次6面体要素相当の場合と、②厚み方向のみ2次の6面体相当。
ABAQUSは、厚み方向の分割は任意に指定でき、6面体要素を畳を重ねるように積層します。
これらの場合は、要はソリッド要素ですから、奥まった位置に積分点があるでしょう。
でも、見るのは節点温度ですから積分点がどこにあれ関係ないですね。

まさかIDEASの「構造解析用シェル要素」が同じように内部的ソリッドであるとは思えませんし。
そんなことしたら、シェル要素にした意味が無いですよね？
ピンクのムカデさんが紹介された不思議な挙動にしろ、想像する楽しみを与えてくれるソフトですね。


#　2001年6月26日# 08時58分(火曜日)# ハッピー#
> I-DEASは、Integration pointで出力を出せるオプションがあるのですが、
> 4角形シェルだと8つ出ます。
byハム太郎さん
4つの積分点位置それぞれで表裏2カ所ずつという意味じゃないかと思ったわけです。

> 節点での応力と積分点での応力を両端単純支持の曲げモデルで比較しても、
> 曲げ方向の応力成分の値が違って出てくるので、積分点は厚み方向でも
> 表裏面上でなく、少し内側に入っているのかなあ？と勝手に思っていますが・・・

両端支持梁ということですが、荷重はどんなものですか？
両支持点にモーメントを加えるとか、4点曲げ（集中荷重を2点に加えた場合）の荷重点間のような、モーメント一定状態ですか？
そのような場合では、曲げ応力は当然一致するはずですね。積分点値からの外挿の問題や、節点平均化の問題も、今の場合は一定値ですから関係ないはずですし。う～ん、分からん。

＃ＨＰで無料体験コーナーでも設けてくれると有り難いですね。

＃他のところで使ってたＨＮで書き込んで慌てて消した途端に、書いた内容を忘れてしまいやっと思い出しつつ書き直しました。^^;;

>Ｐ10さんを差し置いての議論すみません。
byチャーリーさん
同感です。（笑）


#　2001年6月27日# 13時23分(水曜日)# ハッピー#
> 4点曲げをやったつもりだったのですが、間違って設定してしまったかも・・・
byハム太郎さん

Y
|
A＋＋＋＋B＋＋＋＋＋＋＋＋＋C＋＋＋＋D
x＋＋＋＋x＋＋＋＋＋＋＋＋＋x＋＋＋＋x
E＋＋＋＋F＋＋＋＋＋＋＋＋＋G＋＋＋＋H-->X

このような板で、ラインA-E、D-Hを支持して、ラインB-F、C-Gに線荷重を-z方向に掛けると板は-z方向に撓みます。このとき、板の上下面ではポアソン比によってｙ方向の引っ張り・圧縮が生じます。上面ではx方向の圧縮に対してｙ方向に伸びようとし、下面では逆にｘ方向の引っ張りによってｙ方向には縮もうとする。
結果、板は幅方向にも反る（長手方向とは逆の反り）ことになります。その変形状態から「鞍型変形」と呼ばれます。ところが、A-E、D-Hをｚ方向拘束すると両端で鞍型変形が拘束されることになり、その結果としてｘｙ面内の応力分布がx、ｙ方向で変化することになります。
つまり、4点曲げで期待するのは、B-F／C-G間が完全に一様な曲げ応力状態になって欲しいところが、この拘束によって一様にならず、x、ｙ両方向に分布が生じます。
すると、積分点位置と節点位置で応力値が異なるのは自然でしたね。

これを確認する為に、A-E、D-Hに一様な曲げモーメントを掛けて（等価な節点モーメントにする必要があります）計算すると、きれいな鞍型変形が得られ、全面が一様な曲げ応力状態となりました。なお、ｚ方向拘束は剛体移動を防ぐ為に1点のみ拘束。

なお、4点曲げを偶力で与えても鞍型変形がシェル全体で一様にならないためダメでした。


#　2001年6月28日# 12時11分(木曜日)# ハム太郎#
> つまり、4点曲げで期待するのは、B-F／C-G間が完全に一様な曲げ応力状態になって
> 欲しいところが、この拘束によって一様にならず、x、ｙ両方向に分布が生じます。
> すると、積分点位置と節点位置で応力値が異なるのは自然でしたね。
>
> これを確認する為に、A-E、D-Hに一様な曲げモーメントを掛けて（等価な節点モーメン
> トにする必要があります）計算すると、きれいな鞍型変形が得られ、全面が一様な
> 曲げ応力状態となりました。なお、ｚ方向拘束は剛体移動を防ぐ為に1点のみ拘束。
>
すみません。どうも水平思考で、頭の中の次元が一個たりません。
曲げモーメントに直したら、積分点のリスト出力と節点のx方向応力は一致しました。

ついでにマニュアルの積分点のところをごそごそ見たのですが、Linearの4角形シェルでは
応力を出す位置はTop Bottom Surface で8個あるとありました。
また、最近はI-DEASもNon-Linearのモジュールをもってるらしく、
この場合面上で9点になり、厚み方向は3,5,7,9個のうちから選べるみたいですねえ。
まあ、Batchで流れる速いSolverじゃないみたいから遅いだろうし・・・・でもとっつきやすいのはいいのかなあなんて思ったりして。

追伸
ハッピーさんのメールアドレスってひょっとして・・・・
私はバージル？のがいいんですけど、やしの木がこうばさばさっと・・・


#　2001年6月29日# 00時12分(金曜日)# ハッピー#
> 曲げモーメントに直したら、積分点のリスト出力と節点のx方向応力は一致しました。
byハム太郎さん

この件は解決ですね。

> また、最近はI-DEASもNon-Linearのモジュールをもってるらしく、
> この場合面上で9点になり、厚み方向は3,5,7,9個のうちから選べるみたいですねえ。
へぇ～、弾塑性の場合は面内の積分点も増やすんですか。理にかなっていると言えばそうですが
そもそもシェル要素で精度良く弾塑性変形が模擬できるのかどうか。

> 追伸
> ハッピーさんのメールアドレスってひょっとして・・・・
> 私はバージル？のがいいんですけど、やしの木がこうばさばさっと・・・
メカマニアの私には、格納庫からプール下の発射台にスロープを降りていく、メカニカル＆リアル なシーンが強烈に印象づけられています。2号に関しては、伸縮脚を伸ばした状態での耐転倒性をＣＡＥで検討してみたいですね。（笑）

>>> ただし、ＡｕｔｐＧｅｍはテトラの二次要素を作成してください。
テトラ2次要素は、積分点が4点しかないので、節点応力の外挿はテトラ1次の形状関数を使うことになって、なめらかな分布が得られないことがあるので、損な気がする時があります。


#　2001年6月29日# 08時38分(金曜日)# ハッピー#
> 最近、応力リカバリー点(要素中心など)と積分点がこの掲示板
> でごちゃごちゃになっているような気がするのですが、
> そう思ってるのは私だけでしょうか？
byよし☆彡さん

私もそう思って、No.1427で簡単に説明したつもり
積分点と応力計算点は別ですよと
>Linearの4角形シェルでは応力を出す位置はTop Bottom Surface で8個あるとありました。
これは応力計算点（リカバリー点）ですね。


#　2001年6月29日# 11時14分(金曜日)# ハム太郎#
> 私もそう思って、No.1427で簡単に説明したつもり
> 積分点と応力計算点は別ですよと
> >Linearの4角形シェルでは応力を出す位置はTop Bottom Surface で8個あるとありました。
> これは応力計算点（リカバリー点）ですね。

I-DEASのマニュアルとソフトの仕様から、私が間違って理解していたようです。
誤解を招きやすいものかなあと思っていますが・・・
いや、私の基礎知識の無さと英文読解能力の問題ですね、きっと。

（Element Library 抜粋）
When an analysis is performed with linear materials, the direct stress and strain　
recovery is done at the order 2 Gauss quadrature points at the bottom and top
surfaces of the shell. If you request a log of integration point stresses and
strains for a linear material analysis, the software will list them at these points.

で、実際に結果出力で
Stress （節点の応力）
Stress at interration points　（積分点の応力）
とやると、節点の応力とは別個にTop Bottomで8つ出てきます。

何げに読んで結果をみると、これってサーフェスにあるのかなあ？
と思えてしまいます。ハッピーさんの説明をも一回読んでその頭で読み直すと、英文は別の（おそらく正しい）解釈ができますので、も一回勉強しなおします。
いやはや、お恥ずかしい。失礼いたしました。

巷でよく聞くのはZienkieviczとかBatheとかの本になるんでしょうか？でも、お金が無いし、なんかいい和文の本とか、あといいサイトでもありませんかね。


#　2001年7月6日# 00時57分(金曜日)# burning#
>私からみると、IDEASは非常に優秀なプリポストと感じてます。
by チャーリーさん

私はたまたまI-DEASとPATRANの両方が使える環境なので、私の感想
を少し述べます。

「PATRANがいいところ」
(1)PATRANは、ABAQUSに限らず対応しているソルバー用のテンプレート
　 を切り替えることで、そのソルバー専用の設定が容易にできる。例
　 えば、要素ファミリーの設定（低減、非適合など）、荷重、拘束な
　 ど、名称も含めてそのソルバー向けにメニューから変わる。
(2)PATRAN上からジョブを実行できる。当然、そのマシン上でソルバー
　 が動くことが条件です。
(3)出力の設定をI-DEASよりも細かく設定できること。でも、これは
　 エディタで書いたほうが速いかも。
(4)各種非線形の設定がI-DEASよりも強力。これは、今は亡き（？）
　 MSC.ABAQUSの名残ですね。

「PATRANのよくないところ」
(1)Post処理の設定がI-DEASに比べ面倒。また、通常のPostとInsight
　 の違い分けがよく分からない。というーか、Insight が使いにくい。
(2)PATRANで設定したGROUPが全部落ちてしまう。Inputファイルが冗長
　 になって大変です。（どこかに選択できるところありましたか？）

「I-DEASがいいところ」
(1)I-DEAS上で作ったGROUPの内、任意のものをELSETやNSETに落とせる
　 こと。これは大変便利で、接触させたい要素のGROUPや*MODEL CHANGE
で消したい要素集合を設定したり、何かに使いたい節点のGROUPを設定
　 したりして、必要なものだけを選択できるのです。
(2)グラフィックスがPATRANよりもきれい。表示のオプションが豊富。
　 Visualiser で一通りのPost表示ができる。

「I-DEASのよくないところ」
(1)ソルバーの選択はエクスポートするときに選択するため、ソルバー
　 専用の設定がPATRANよりも弱い。
(2)変換できる要素ファミリーは、一種類の要素で一個だけ。例えば、
　 四辺形シェル要素でS4RとS4RFは混在できません。複数使いたいと
　 きはエディタで変更。（といっても、こんなこと滅多にないですけどね。）
(3)接触の設定、PATRANよりも弱い。

という感じです。
I-DEASとPATRANで同じ問題（解析モデル）を変換すると、とても同じ
答えが得られるとは思えないほど記述が異なります。(^^ゞ

ただ、どちらにしても、ABAQUSのインプットファイル（.inp）の
文法をよく知らないと使いこなせません。そのくらいソルバーに
密着した形になっているのです。
(編集担当：imada 2001/12/15)

＜中立面抽出：SuperMesh ＞

#　2001年5月26日# 14時39分(土曜日)# よはん#
SuperMeshというのをご存知でしょうか。
ソリッドモデル(STL形式)から中立面のサーフェスモデルを
抽出するソフトです。おまけにメッシュまで作成してくれる
優れものだそうです。先日ちょっと試してみたのですが
ちょっと驚きました。
でもやはり自動で中立面を抽出しているので面が歪んだり穴が
空いてしまっています。
このSuperMeshなるソフトを使用している方がいるのでしたら、
どのような使い方をしているのか教えていただけませんか？
最終的にはシェルメッシュと肉厚の定義が簡単にできればいいのですが！


#　2001年5月26日# 16時16分(土曜日)# ハッピー#
> SuperMeshというのをご存知でしょうか。
> ソリッドモデル(STL形式)から中立面のサーフェスモデルを
> 抽出するソフトです。おまけにメッシュまで作成してくれる優れものだそうです。
byよはんさん

こんにちは。検索すると、
http://www.plamedia.co.jp/japanese/products_supermesh.htm
で、いわゆるプラスチック成型品の流動解析に使われる見たいですね。以前、紹介させていただいた プラメディアさん
>http://www.plamedia.co.jp/japanese/index.htm
の製品のようですね。
うちでは厚板溶接構造物をシェルで解析する時に中立面の抽出に苦労しています。自動ツールに任せると後の修正がかえって大変だったりして、半自動的なコマンドを繰り返し使っているようです。

>No.1217 メッシュジェネレーター
>これをmarcでの解析に活かせないかなと考えています。
>1プッシュ、全自動とまではいいませんがソリッド形状を6面体に切ってくれるいい
>メッシュジェネレーター
by_wakabaさん

Ｍａｒｃのヘキサと言えば、Mentatのオプションとしてヘキサメッシャーがありますね。
http://www.mscsoftware.co.jp/product/mentat/index.htm
Voxelconのように鬼のような細かいヘキサに切るのではなく、内部は粗くして表面だけ細かく切って、
その粗密結合にＭａｒｃのTying機能を使うという、少しは頭を使った自動メッシャーです。
でも粗密のバランスをうまく取るのは難しいかも知れません。


#　2001年5月26日# 20時12分(土曜日)# モＬＤ#
こんばんは、最近、Weekdayがにぎやかですね。

>> ソリッドモデル(STL形式)から中立面のサーフェスモデルを
>> 抽出するソフトです。おまけにメッシュまで作成してくれる優れものだそうです。
>byよはんさん

>http://www.plamedia.co.jp/japanese/products_supermesh.htm
>で、いわゆるプラスチック成型品の流動解析に使われる
>．．．
>うちでは厚板溶接構造物をシェルで解析する時に中立面の抽出に苦労しています。
>自動ツールに任せると後の修正がかえって大変だったりして、
>半自動的なコマンドを繰り返し使っているようです。
by　ハッピーさん

よはんさん、ちょっと昔の大抵のmesherには、ある程度
中立ＭＥＳＨ作成機能ついていたんですよ。いまは、ほとんどなくなりましたが樹脂材解析の大きなボトルネックですね。
ハッピーさんの指摘とおりで、私のところでも
現実の構造は以外に複雑で解析に流せるモデルはすんなりいきません。
参考ですが、Ｍ社の中立面演算機能は、板厚も演算してくれます。
私のところは、この板厚をＰＳＨＥＬＬ分類して、
別途作成した解析用モデルに演算投影させてます。
尚、調べている限りの推測ですが、ソルバーの板厚プロパティは
それほど数多く取れないのでベーシックに面を分類する作業が、
確実に必要でベストと思いますヨ。
(編集担当：imada 2001/12/15)

＜複数閉領域をメッシングしたい＞

#　2001年5月18日# 11時53分(金曜日)# リカピン#
やりたいことは，preのなかで、IDESデータから取り込んだ
形状をmeshingしたいのです。その図の中は，10ぐらいの
ラインでかこまれた閉領域が組み合わさったようなもので
各閉領域ごとに違うグループ番号をわりつけたいのです。
もちろん各閉領域は、3or4ｏｒ多角形とさまざまです。
ＣＡＤからとりこんだIDESデータを1コマンドで自動的に
各閉領域と認識し各閉領域ごとに違うグループ番号を
わりつけるようなＰＲＥソフトが、あるでしょうか？
だれか、おしえていただけませんか？
ちなみに日立のＭＥＳＨ／Ｄというソフトは、この機能が
あったのですが、すでに販売していません。


#　2001年5月18日# 22時40分(金曜日)# モＬＤ#
こんにちは、
> やりたいことは，preのなかで、IDESデータから取り込んだ
> 形状をmeshingしたいのです。その図の中は，10ぐらいの
> ラインでかこまれた閉領域が組み合わさったようなもので
> 各閉領域ごとに違うグループ番号をわりつけたいのです。
byリカピンさん。

igesのタイプミスですよね。おそらくsolid形状をそのまま読み込む
イメージかと、
ワンプッシュとはいきませんが
1．CADでグループ分けなりする手（Layer分け）
2．読み込んで、surfaceにはidが勝手につきますので
それにて、分ける方法があるように思います。

イメージは、もしかするとＭ社さんの？
とりあえず、今の段階ではよしたほうがいいと思います。

尚、MESH化する際の目的なども書き込んだ方がいいかと思います。
どうも、私の慌てた書き込み文書よりはましですが、難解です。(^^;;）
そのままでは、本掲示板でレスつきにくいと思います。


#　2001年5月19日# 00時11分(土曜日)# ハッピー#
> やりたいことは，preのなかで、IDESデータから取り込んだ
> 形状をmeshingしたいのです。
byリカピンさん

>igesのタイプミスですよね。おそらくsolid形状をそのまま読み込む
>イメージかと、
byモＬＤさん

私には、自動車の車体のようなシェル構造がイメージされますが。
あっちこっちに板金ブラケットが付いていて領域によって板厚が
変わっていたりして、そこを自動判定しないといけないとか、
板金成形の稜線にそって領域分けしたいとか。　違いますか？


#　2001年5月21日# 21時01分(月曜日)# リカピン#
> 私には、自動車の車体のようなシェル構造がイメージされますが。
> あっちこっちに板金ブラケットが付いていて領域によって板厚が
> 変わっていたりして、そこを自動判定しないといけないとか、
> 板金成形の稜線にそって領域分けしたいとか。　違いますか？
>
>
ハッピーさん、モＬＤさん、ありがとうございます。
ｉｇｅｓの打ちまちがいでした。

モデル化したいのは,ハッピーさんの言われるような
板厚が、各領域ごとのに違ったようなものです。
その2Ｄの各領域ごとに違うグループデータを
わりつけられたＦＥＭデータからプログラムで
3ＤのＦＥＭデータを作成しています。
モデル化したい図面の中には,10グループぐらいは、
割付したい領域が、存在していますので,
手作業でグループわけをするとなると
結構大変なのです.ちなみに現在では、うちの会社では、
この領域を200～300の要素で分割しています。


#　2001年5月22日# 00時09分(火曜日)# ハッピー#
> 板厚が、各領域ごとのに違ったようなものです。
> その2Ｄの各領域ごとに違うグループデータを
> わりつけられたＦＥＭデータからプログラムで
> 3ＤのＦＥＭデータを作成しています。
byリカピンさん

前に
>10ぐらいのラインでかこまれた閉領域が組み合わさったようなもので
と書いておられましたが、IgesのSurface情報は定義されていないのでしょうか？
Curve情報だけだと、どうやって各領域を認識するのでしょうね、日立のMESH/Dは。
　例えば、Circle1個で周囲が表されていて、内部が十文字状に配された2本のCurveで90度ずつ4つの領域に分けられているとして、中央の交点、CircleとCurveの交点を求めるのは難しそう。特に、数値誤差で、Curveが直径より短いと。
逆に、各領域がSurfaceと対応づけられていると簡単ですしね。
シェルのメッシャーに「ＡＮＳＡ」というのが、有名ソフトとしてあったような記憶があるのですが、こういう機能はなかったかな。


#　2001年5月22日# 16時12分(火曜日)# imada.#
> シェルのメッシャーに「ＡＮＳＡ」というのが、有名ソフトとしてあったような記憶
> があるのですが、こういう機能はなかったかな。

私の知り合いがＡＮＳＡを売っているそうです。
今ちょっと聞いてみたら以下のＨＰに情報が載っているそうです。
http://www.beta-cae.gr/


#　2001年5月22日# 23時56分(火曜日)# ハッピー#
> 私の知り合いがＡＮＳＡを売っているそうです。
> 今ちょっと聞いてみたら以下のＨＰに情報が載っているそうです。
> http://www.beta-cae.gr/
by_imadaさん

情報有り難うございます。
ＨＰ覗いてみると、Productのコーナーに
・幾何データとの関連に基づく高速自動メッシュ
・サーフェスメッシュからソリッドメッシュを自動生成
と（原文は英語）ありますね。雰囲気的にはリカピンさんのご要望に添っている可能性もありそうですね。
(編集担当：imada 2001/12/15)

＜射出成形CAE＞

#　2001年5月20日# 01時05分(日曜日)# よはん#

今回は射出成形の解析についてです。
解析ソルバーにはPLAMEDIAのPLANETSを使用しています。
問題になっているのは結晶性樹脂物性を使用
した時のそり解析の設定です。
現在では結果と実現象の変形モードが一致しなく困っています。
みなさんはどんな設定をしているのでしょうか。
また、結果に対してどのような評価を行っているのですか？
なにかあればアドバイスを下さい。
よろしくお願いします。


#　2001年5月20日# 13時40分(日曜日)# ハッピー#
> 解析ソルバーにはPLAMEDIAのPLANETSを使用しています。
> 問題になっているのは結晶性樹脂物性を使用
> した時のそり解析の設定です。
byよはんさん

ここのところ、「設計者のための簡易解析」が話題になっていますが、樹脂流動の分野で 「簡易解析」というのはあるのですか？　或いは設計者には手に負えない領域でしょうか？
スミマセン、この分野は素人なので逆に教えてください、よはんさん。


#　2001年5月20日# 20時56分(日曜日)# よはん#
レスありがとうございました。
＞Ｐ社さんがいう、3Ｄ（ソリッド要素）or2Ｄ（シェル要素）解析どちらでしょうか？
By モLDさん
2Ｄ（シェル）の解析を行っています。
時間のある限り再度計算を行ってみます。
今日は本屋さんに行って最近の射出CAE技術の動向を確認してきました。
どの本に関しても応力（構造）解析に比べ流動解析については
ブラックボックスになっている部分が多く射出CAEの信頼性に疑問を
投げかけているものが多いことに驚きました。
また、評価をする為には射出成形に深く知識を有するのと同時に
CAEの知識が求められるようです。
私の場合、射出成形について知識がほとんどないのでちょっと困ります。
もう少し、現場の勉強をしてみます。

＞「設計者のための簡易解析」
By ハッピーさん
これについてはどの程度が簡易解析になるのか分かりませんが、
初期設定にいくつかのパラメーターを振るだけで解析を行えるもの確かに
あると思います。
ですが、流動解析においては現場の人が一番ご存知だと思いますが、
構造解析に比べ、結果に対する原因が多様でどのファクターが起因しているか
を判断するのは大変難しく、時間と手間がかかるのが現状だと思います。
また、上記にも書きましたが、構造解析にくらべ信頼性にも？がつきます。
よほど、理解していなければ難しいのではないでしょうか？
これは私の独断と偏見の今の正直な感想ですのであまり参考にならないと思います。


#　2001年5月20日# 21時17分(日曜日)# ハッピー#
> また、上記にも書きましたが、構造解析にくらべ信頼性にも？がつきます。
> よほど、理解していなければ難しいのではないでしょうか？
byよはんさん。

有り難うございます。そうですか。やはりまだまだ難しいんですね。
車のダッシュボードの合わせ目の隙間を見ると技術の進歩の一端が窺えるような気がしますがあれはシミュレーション技術が貢献しているのでしょうか？

PLAMEDIAさんのＨＰを見ましたが、
「PDC共同研究体」日本最大のＣＡＥ研究開発集団
http://www.plamedia.co.jp/japanese/index.htm
とありますね。
今の世の中、樹脂製品が主役ですからお金もどんどん使えるんでしょうね．．．羨ましい(^^;;)

＃因みにベンダーさんのユーザーサポートはいかがですか？
　これだけ悩ましい世界のサポートは結構しんどいと思うのですが。


#　2001年5月21日# 19時46分(月曜日)# モＬＤ#
まぬけにも自分の文書削除してしまいました。許してください。
またなにかありましたら、レスするかも、、

> >Ｐ社さんがいう、3Ｄ（ソリッド要素）or2Ｄ（シェル要素）解析どちらでしょうか？
> 2Ｄ（シェル）の解析を行っています。
> 時間のある限り再度計算を行ってみます。
パラメータが多いと逆にいろんな物理現象が楽しめる気がします。
城壁はたくさんありますが
樹脂流動解析アプリケーションの一番関心した点です。
もう一点の補足しますが、やはり要素形状はきれいにです。

> また、評価をする為には射出成形に深く知識を有するのと同時に
> CAEの知識が求められるようです。
> 私の場合、射出成形について知識がほとんどないのでちょっと困ります。
> もう少し、現場の勉強をしてみます。
材料特性から入られて、材料屋さんから情報頂くのも有効です。

>設計者のための簡易解析
盛り上がってますね。どんな簡易ツールあるんでしょうか？
そちらのほうがちょびっと興味あります。
皆様さまのところはＣＡＤに設計力学公式を演算できるような
ツール機能があるかと思うのですが、使ってますでしょうか？
やはり手計算のほうが早い？
(編集担当：imada 2001/12/15)

＜薄板もののメッシュ切り＞

#　2001年5月11日# 18時44分(金曜日)# T-2000#

実際にどんな物を解析しているかといいますと、
タンクなどの板厚は薄い（3mm）のに規模は大きい（高さ4m、直径3m）
などです。
3mmにあわせれば恐ろしくノード数は増えますし、4mにあわせばメッシュが大きすぎます。
またうまく切れませんしね。
このようなことが可能になる補助ソフトなどはなうでしょうか？
ちなみに3DCADは使用しております。


#　2001年5月11日# 21時14分(金曜日)# モＬＤ#
> タンクなどの板厚は薄い（3mm）のに規模は大きい（高さ4m、直径3m）
> などです。
> 3mmにあわせれば恐ろしくノード数は増えますし、4mにあわせばメッシュが大きすぎます。
> またうまく切れませんしね。

一般的に中立面でShell解析を行います。Solid要素で行う人はほとんど
いないと思いますよ。
ＦＥＭＡＰには中立面を演算させる機能があったように思います。


#　2001年5月12日# 00時30分(土曜日)# ハッピー#
> タンクなどの板厚は薄い（3mm）のに規模は大きい（高さ4m、直径3m）
> などです。
by_T-2000さん

モＬＤさんがおっしゃるように、こりゃシェル要素の出番でしょうね。
解析ソフトに中立面オフセット機能があればそれを使う手もありますね。
3ｍに対して3mmですから、解析目的によってはオフセットは無視しても良いかも。
何れにしても、ＦＥＭＡＰだけでＯＫですよ。
(編集担当：imada 2001/12/15)

＜ 三次元ＣＡＤと密着した解析ソフトの件 ＞

#　2001年2月27日# 11時47分(火曜日)# shimizuf#
> 最近のCAEシステムは設計者に簡単に使用してもらうために
> 以前の解析ソフトと比べてブラックボックスになっている
> ところが多いと良くききます。
> 私はSolidWorksとCosmosWorks、DesignSpaceといった
> 解析ソフトを使用しているのですが、解析者の方から見ると
> このようなソフトって物足りないんですかね。
　全くの私見ですが。。。CosmosWorks、DesignSpace、visualNastran
辺りでしょうか。技術的にも、（細かい違いはありますが）ほぼ同レベルで
しょうか。
　いくつか、日頃、非常に気に掛かっている点を列挙します。
　1）これらのソフト群は、基本的にＣＡＤのソリッドモデルを
　　四面体ソリッド要素（ソリッドという用語を厳密に区別する必要が
　　ありますが）の自動メッシュ分割が基礎になっているはずです。
　　四面体ソリッド要素は、どうしてもロッキング現象（硬めの
　　評価となり危険側の解析になりかねない）が回避できません。
　　中間節点付きで解析していることが、絶対条件です。
　　（おそらく、ユーザーにはこの辺りも意識させていないはず
　　　ですが。）
　　なお、中間節点有りの四面体要素と、六面体要素（中間節点あり
　　なし）にて、薄肉構造物をモデル化した（あえてソリッドモデル
　　として、アスペクト比の悪いソリッド要素が生成される）
　　場合の解析精度を、シェル要素のモデルと比較した例を
　　昨年秋に、共著で某ソフトのユーザー会で発表しています。
　　ねじれが、主体となるような荷重条件以外ならば、さほど精度
　　的な低下は無い。というのを、結論にしましたが。。
　2）ソフト間の比較に関しては、細かい機能の違いはありますが、
　　本質的には、大本のCOSMOS、ANSYS、Nastranの剛性マトリックス
　　作成ルーチンがベースです。ソリッド要素に関しては、大差ない
　　はずですので。。。また、自動メッシュ分割や、収束解法系の
　　ソルバーも、同じ様なものをＯＥＭ採用していたりしますので。
　　もはや、ＣＡＤ側との相性や好みによる選択という辺りで
　　しょうか。
　3）最近、一部の製品ではシェル要素がサポートされているよう
　　ですが。。シェルに関しては、回転自由度があるので、収束解法
　　ソルバーのメリットが失われる可能性がありますし。。。
　　この辺り、私も皆さんのご意見をお聞きしたいところです


#　2001年2月27日# 11時49分(火曜日)# shimizuf#
書き込み行数に制限があるようですね。
（いつも、長々とお書きして恐縮ですが。。。）

　3）最近、一部の製品ではシェル要素がサポートされているよう
　　ですが。。シェルに関しては、回転自由度があるので、収束解法
　　ソルバーのメリットが失われる可能性がありますし。。。
　　この辺り、私も皆さんのご意見をお聞きしたいところです。
　　ＣＡＤと一体での解析ソフトの役割は、現状の四面体ソリッド要素
　　で、十分では、という見解です。
　4）ブラックボックス化は、大きなリスクをはらんでいるような
　　気がします。1年くらい前のＣＡＤ＆ＣＧマガジンに、コマツの
　　方が、ＣＡＥは鬼に金棒のようなもので、もちろん設計に有効なツール
　　ではあるが、一歩使い方を誤ると、大変な誤判断をしかねない、
　　という趣旨の記事を書かれておられましたが。。
　　材料力学やＦＥＭの基本知識無しでも、使えますよ、という
　　売り方、あるいは、作り方になっていると。。。
　　例えば、弾性定数の値を意識せず（入力せず）に、材料名のリストのみ　　　で指定できるようにしておくと、ユーザーの受けは良いのでしょうが。。
　　ご存じのように、弾性定数は温度により変化します。特に樹脂の場合は
　　温度依存性が強いので。。おそらく内部のデータは常温での値が
　　使用されていますが、実際の部品の使用温度は70度とか、それなりの
　　温度だったとしたら。。。常温での解析結果が、誤った判断の原因
　　となり－＞さらには、だからＣＡＥは信用できないという、評価に
　　なってしまったり。。色々と想像してしまいます。

老婆心かもしれませんが。。。


#　2001年3月3日# 10時45分(土曜日)# ハッピー#
>となり－＞さらには、だからＣＡＥは信用できないという、
>評価になってしまったり。。色々と想像してしまいます。
>老婆心かもしれませんが。。。
by_shimizufさん

これは全く同感です。
対称性も何も考えずに全体ＣＡＤモデルのまま解こうとして、
延々とアダプティブの反復を繰り返した末にDiskSpaceOverでこけて
「手軽に使えるものではなさそう」とか「使い物にならない」と思われても困りますｓ。

>3）最近、一部の製品ではシェル要素がサポートされているよう
>　　ですが。。シェルに関しては、回転自由度があるので、収束解法
>　　ソルバーのメリットが失われる可能性がありますし。。。
>　　この辺り、私も皆さんのご意見をお聞きしたいところです

シェル要素を追加するという発想そのものが自己矛盾に思えたりするのですが、結局、上記も含めブラックボックスではなく、ＦＥＭを最低限理解した上で 単に「使う」でなく「活用する」ようベンダーさんが指導されることを期待したいですね。
(編集担当：imada 2001/12/15)

＜LS-DYNAの陰解法の件＞

#　2001年2月23日# 09時51分(金曜日)# shimizuf#

・Belytschko-Tsayのシェル要素に関しては、理論マニュアル
　（ＰＣ版では、ＰＤＦファイルで添付されていますが）に記載
　が、合ったような記憶があります。少なくとも原論文のリストが
　ユーザーマニュアルにあったはずです。　とにかく、計算時間の
　短縮化を第一義の目的とし、簡略化の多い要素定式化ですので。
　私は、何か疑わしい挙動があったら、即、Hughes-Liu型に変更
　するようにしています。
・ソリッド要素に関しても、低減要素でアワグラスが回避しきれない
　ような状況に遭遇したら、要素定式化を変更することで、うまく
　計算できるばあいもあり、LS-DYNAのこの辺りの機能は重宝しています。
　（DYNA3Ｄだと低減要素がつぶれたら、お手上げ）
(編集担当：imada 2001/12/15)

＜初心者向けＣＡＥは有効に使って・・・＞

#　2000年9月16日# 23時29分(土曜日)# ハッピー#
>DesignSpaceを推進していながら言うのも何ですが、シェルで解析すべきところを
>ソリッドで解析するというのは邪道であって、本来は”手抜き工事”以外の何者でもないと
byＴＢＤさん

社内ＣＡＥ講習会では、実習の時にＨ型鋼の構造物をそのまんまDesignSpaceで解く人がいて当然、メモリー＆ディスク不足で没。受講後の感想として「ＣＡＥは計算時間が莫大にかかる上にＰＣでは解けないから使い物にならない」と。また対称性を利用すれば、フタ桁小さいメモリー＆解析時間で処理できるのに、ソリッドをそのまんまDesignSpaceに放り込むものだから何時間かけても答えが出ない。「やはりＣＡＥは難しい」と。
生兵法は...以前に、教えるべき基本はＥＤのようなNakedなソフトできっちり教えた上で便利なものを使わせないとネ。
(編集担当：imada 2001/12/15)

＜シェル解析における節点の共有について ＞

#　2000年7月31日# 20時18分(月曜日)# n4w#
N4Wの機能のことでお聞き致します。
恐らく、いまからお聞きすることは
テクニックかもしれませんが
よろしくお願い致します。
シェルで解析する際、かりに
板厚がすべて均一でないとしたとき
パーツごと（板厚の同じもの同士）にメッシュきりすると思います。
その際、モデルの形状によっては
かならずしも、境界上においてはパーツごとに節点が
共有されているともかぎりません。
このようにシェルで解析する際、恐らく
パーツごとにメッシュきりすると思いますが
節点が共有されてないとき、どのようにすれば
節点が問題なく共有されるのでしょうか？
マージ機能だけで回避できるとも思いません
よろしくお願い致します。


#　2000年7月31日# 21時37分(月曜日)# TBD#

　まず、板厚がなめらかに変化する場合には、節点で板厚を定義できる2次要素を使うなり、それなりの方法がありますから、問題はないと思います。
　次に、板厚が急変するような場合ですが、境界で中立面が厚さ方向にズレますから、一方を基準として、オフセット・シェルを使い、ズレ量を表現します。この場合は、共有しているように見えて、していないのですがね。
　オフセット・シェルがないプログラムの場合や、NASTRANでも、I-DEAS等でメッシュ切りして持ち込んだ場合は、剛体要素をかまして、オフセット・シェルと同じ状態を表現します。
　さらに、たとえば、直角に折れ曲がった箇所で、境界の両側の板厚が違う場合には、もっと困ってしまうのですねえ。でも、剛体要素をかます方法を使えば、何とかなります。

　こんなケース、梁構造をやってると、アタマがおかしくなるくらい現れますねえ。
Ｌチャンネルで長方形の枠を組んだだけでも、コーナー部で梁の中立軸端が一致せず、どーしよう、と思い悩んだこと、ありませんか？　更衣室のロッカーの枠ですよ！　
それに板がくっついた状態を考えると、板の外郭と梁の中立軸がずれまくっていることに気づく。どーすりゃいいんだ！
　えっ？　「そんな細かいこと気にするなっ！」って？　どうやら実用的解法の世界では、それが正解なのだそうです。建築屋に聞いてごらんなさい？　だ～れもそんなこと、気にせずに、梁の中立軸だけを抽出し、それらを基準にすべてを連結してやってますよ！
　「細かいことなんか、やってられないよ～！」なのだそうです。
　言われてみればその通りかな？　実際我々もシェルではやっているではありませんか？
直方体の箱を解析する際、1辺の長さはどのようにとっていますか？
　実際の箱の外形寸法？　それとも、外形寸法から両側の板厚の1/2ずつを引いた値？
（先に中立面を抽出すると後者ですね？）
　でも、所詮、どっちにしても、厳密ではありませんね？　厳密を考えたら、シェルでは扱えないですからね！
　でも、そういった大まかさが原因で、かつて、ある国のある発電所の大型モーターの軸が回転曲げ疲労破壊を起こして折れてしまった、という事故もありました。
難しいですね。
　ｎ4ｗさん、こんなので答えになっていますかねえ？
　よろしければ、実形状がわかるような図を送って頂ければ、実際に即してお話ができると思いますが。


#　2000年7月31日# 23時05分(月曜日)# モLD#

>(N4Wさん)シェルで解析する際、かりに板厚がすべて均一でないとしたとき
私がよく実施していることは、接続双方向の板厚の要素長で作成し
平均化の如きで接続します。
また、全体像から、出来る限り滑らかに徐変するようにします。
もしかすると違うこといってましたら
ＴＢＤさんのおっしゃるようにあまり
こだわらないことがキーポイントかと思います。

中立MESH機能があれば自動で行ってみるのも参考になるのでは


#　2000年8月1日# 23時39分(火曜日)# ハッピー#
>Ｎ4Ｗみたいな高価なソフトに自動で節点を自動で
共有するような機能ないのでしょうか？
byＮ4Ｗさん

n4wにもマージ機能はありますがそれでは不十分ですか？
（Tool/Check/CoincidentNodes）
マージする範囲や、距離のトレランスも指定できますよネ？
でもお任せでやっちゃうと面が波打つ可能性もあるので要注意では
(編集担当：imada 2001/12/15)

＜ソリッド系のパーツとシェル系のパーツの混在 ＞

#　2000年7月26日# 22時06分(水曜日)# n4w#
n4Wです。

ご無沙汰してます。

N4WVer4.0のことでお聞きします。

ソリッド系のパーツとシェル系のパーツが
一体となったモデルを解析することが
できますでしょうか？
今まで、どちらかというと全ソリッドか
全シェルというモデルの解析は、
行ったことがあるのですが、
たとえば、

＜モデル＞

　A：　角パイプ（150*90）t=5
　B：　角パイプ（150*90）t=5

AとBがながて方向3000ｍｍにわたってのび
AとBの間は、ソリッド系の複雑なパーツが
いくつもあるとします。なお、この複雑なパーツ（数点）は
ながて方向に対して、一様にのびていないとします。

で、上記のようなモデルは、少なくとも
メッシュサイズ=5以でデメッシュ切りを行うと
とてつもなく、時間ががかります。
で、ＡとＢだけは、シェル要素でメッシュきりし
残りは、ソリッドで解析するといったことできるのでしょうか？

私は、モデルが複雑なためすべてＭＤＴで作図し
すべて、ソリッド要素でメッシュきりを行うと
名前は、覚えてませんが処理を中止するダイアログがでます。
こういったとき、どのようにすればいいのでしょうか？


#　2000年7月27日# 00時18分(木曜日)# ハッピー#
>で、ＡとＢだけは、シェル要素でメッシュきりし
>残りは、ソリッドで解析するといったことできるのでしょうか？
by_n4wさん
つなぎ方さえ間違わなければＯＫです。過去ログにもあったと思い
ますがＮＡＳＴＲＡＮでは、ＳＳＣＯＮ（ShellとSolidをConnect）
というコマンドがありますから。


#　2000年7月27日# 08時56分(木曜日)# ＣＡＴ#
＞n4wさん
ソリッドとシェルの混合メッシュ、システムによっては可能です。
今、使っているソフトの名前やマシンの性能が判らないので
何とも言えませんが、混合メッシュを扱えないシステムであるなら
時間をかけてソリッドで計算するしかないですね。


#　2000年7月29日# 19時54分(土曜日)# TBD#
　基本的には、シェルの挙動をするところをソリッドでモデル化するのは、感心しません。精度を落とすばかりです。
　しかし、ソリッドとシェルの結合（要するに異なる要素自由度を持つ要素同士の結合）の難しさや、最近のDesign SpaceというPro/ENGINEERのデータからソリッド要素を自動生成してくれる解析ソフトの登場の影響もあって、薄板ものを強引にソリッドで解析しようとする風潮が見られるのですが、節点数ばかり食って精度はちっとも出ないのですねえ。
　できれば、異なる要素自由度を持つ要素同士の結合方法をきちんと理解した上で、同一構造の中でソリッドとシェルを適切に使い分けて解析なさるのが良いと思います。
　この点でNASTRANは使いにくいかも知れません。結合方法には、MPCの知識が不可欠ですし、独立自由度、従属自由度を明確にして要素分割する必要があります。
　この辺のことを知らないと、SSCONの機能も使いこなせないと思いますよ。

　でも、この問題は難しいのですよ。異種要素の結合には専門的知識が必要なのですが、そうすると、一般の設計者にはその概念や解決策を習得させにくいのですよねえ。
　だから、オールソリッドで解析できるのなら、そうしたいのです。でも、薄板ものは精度が出ない、というか、精度を出すためには節点数がメチャメチャ増えてPCの能力を超えてしまう。
　解決策として、シェル要素ではあるけど、節点を（中立面上でなくて）両表面上に持った要素があればいいのですがねえ。こうすると、回転という概念が不要になるので、ソリッドと問題なく結合できてしまう。
　一般の厚肉シェル要素は、アルゴリズム的にはこの概念から導かれているのですが、なぜか、どいつもこいつも、最後は中立面に節点を置いてしまい、回転という概念を持ち込んで、問題を難しくしてしまっているのです。
　前者は後者に比べ、2節点あたりの自由度が1個増えるので、応用数学的には後者のやり方の方が賢いのですが、工学的には扱いを難しくするばかりで、迷惑な話なのです。


#　2000年7月29日# 21時33分(土曜日)# ハッピー#
>基本的には、シェルの挙動をするところをソリッドでモデル化するのは、感心しません。精度を
>落とすばかりです。
byＴＢＤさん

「ＴＢＤ」と聞くとThunderBirdを連想してしまうハッピーです。

世の中には未だ「ソリッドできちっとモデル化しなさい」と、あたかも
シェル＆ビームを手抜きと見る偉いさんがいるのも事実で困ったものです。
ＴＢＤさんのおっしゃるように「適材適所」でモデル化し、きちっと接続すべきだと思います。（要素の接続に関しては、過去ログ「要素の結合復習会」に結構、詳しく書かれていました）。
ＮＡＴＲＡＮのＳＳＣＯＮは、シェル側をマスターとして、ソリッド側節点を剛体結合して振り回すタイプですから、ソリッド側に変形の拘束がかかりますネ。従って熱応力解析などに使うとびっくりする応力が生じるでしょう。
ＡＢＡＱＵＳ、ＭＡＲＣの結合コマンドはそれぞれ別の考え方です。
ＴＢＤさんがおっしゃるように、中身がわかって使わないとエライことになりますね。

＃Nastranの伝熱シェル要素には厚み方向の温度分布という概念がありませんが、Ｍａｒｃ、Ａｂａｑｕｓにはあります（というか、内部的にソリッド要素を生成しているようなもの）
当然、Ｎａｔｒａｎの構造シェル要素は、「表裏面温度差で反る」ということがありませんが、Ｍａｒｃ，Ａｂａｑｕｓのものは、厚み方向積分点に熱伝導解析の結果を取り込めるので、反り返ります。こういうソフトによる違いというのも厄介ですね。


#　2000年7月31日# 20時06分(月曜日)# n4w#
ハッピーさん、ＴＢＤさん
ありがとうございました。
私には、スキルがたかすぎるので
Allそりっど　か　all シェル
で行うことにします。

こんごとも、よろしくお願い致します。
(編集担当：imada 2001/12/15)

＜円柱（メッシュ）のメッシュ切りについて ＞

#　2000年7月6日# 11時48分(木曜日)# N4W#
＜環境＞
モデル作図：AutoCadR14(ＭＤＴ（Ver3.0）)
ＣＡＥ：N4WVer3.0


例えば、円筒（上面、下面は空いているものとする）の肉厚：0.01mm
高さ：1000mmのモデルをシェル要素として解析したいとき
次の手順で行いました。

1）AutoCadR14(ＭＤＴ（Ver3.0）)で円筒の断面を作図。
2）Ｎ4Ｗ側でインポート。

この後、以下のことできるのでしょうか？綺麗なメッシュに
こだわるので、押出す前にメッシュ切りを行い、メッシュ切りしたものを
押出す。

で、ひっかかるのは、ソリッドならメッシュ分割後押出せますが
シェルの場合、本当にできるのかなという疑問です。

ＤＭＳさんの場合だと、どうしてますか？
以上よろしくお願いします。


#　2000年7月6日# 19時53分(木曜日)# DMS#
> 1）AutoCadR14(ＭＤＴ（Ver3.0）)で円筒の断面を作図。
> 2）Ｎ4Ｗ側でインポート。
>
> この後、以下のことできるのでしょうか？綺麗なメッシュに
> こだわるので、押出す前にメッシュ切りを行い、メッシュ切りしたものを
> 押出す。

ソリッドデータをFEMAPでオートメッシュする場合、円とか球は大抵汚くなります。
今回のように形が簡単な場合は、MDT等のCADを使わずにFEMAP上で全ての作業を
行った方が良いと思います。

>
> で、ひっかかるのは、ソリッドならメッシュ分割後押出せますが
> シェルの場合、本当にできるのかなという疑問です。
>

プレート要素は、ビーム要素を押し出したり回転させて作ることが出来ます。
今回の場合なら、
（1）メニューのGeometoryで直線を画いて、
（2）それ元にビーム要素を作成し、
（3）ビーム要素と平行なベクトルを中心に（2）を回転させる
以上で円筒をプレート要素で作ることができます。

ご指名なので少々緊張しています（笑）
(編集担当：imada 2001/12/15)

＜溶接部の構造＞

　# TEN 　#2000年3月22日(水)13時53分 #

NASTRAN　for　windows　を使ってますが、
薄板鋼板の溶接部はどの様にモデルを作成するのが「BEST」なのか悩んでいます。
ソリッドで実物と同じように溶接ビートまでモデルを作成するのが最も精度が高いのでしょうが、薄板（2mmぐらい）だとメッシュがすごい数になりとてもＰＣでは解析できそうもありません、プレート（シェル）要素だと、接点をマージして一体構造にするか、剛体要素で縫い合わせるぐらいしか、思い浮かびませんが、もっといい方法とか、普通はこんな風にするのが一般的とか、
アドバイスをお願いします。


　# ピンクのムカデ　#2000年3月23日(木)09時14分 #
＞ソリッドで実物と同じように溶接ビートまでモデルを作成するのが最も精度が高いのでしょうが、
＞薄板（2mmぐらい）だとメッシュがすごい数になりとてもＰＣでは解析できそうもありません、

いつも、省略することしか頭に無いので、一つの事例として参考にしてください。
昨年の春頃にＭＳＣ／ＮＡＳＴＲＡＮを使った解析での溶接部の対応方法です。
対象部品は、某製品のユニット台（白物でこの名前を使う商品は限られていますが）で耐久試験時に溶接部から損傷が起こったため、構造解析を行いました。
対象の部品の基本構成は、板厚は1．5ｍｍで一辺30ｍｍの矩形断面部品で折り曲げて溶接した部材で組み合わせた物でした。溶接部の物性値が判らないし、溶接を施していない板部分の面積がかなり大きくモデル化も大変だから、実験で済まして欲しいと逃げていたのですが、現場から、どうしても溶接部の強度を見たいとのことでしたので、溶接部は板厚の10倍までをソリッドでモデル化（Extrude可能でCHEXAで作れたのが幸い）し、他の部分はシェルで作成し、RSSCONにてソリッドとシェルとを結合することを繰り返して全体モデルを作成しました。
振動試験を大質量法でSOL.111で解きましたが、耐久試験での結果と比較的合致し、解析開始から2日ほどで対策案の提案と評価が出来たことがありました。


　# ハッピー　#2000年3月26日(日)00時03分 #
>溶接部は板厚の10倍までをソリッドでモデル化（Extrude可能でCHEXAで作れたのが幸い）し、
>他の部分はシェルで作成し、RSSCONにてソリッドとシェルとを結合することを繰り返して
>全体モデルを作成しました。
byピンクのムカデさん

普通、「溶接部止端部の応力を見て疲労強度を評価したい」というのでなければ、シェルでモデル化した場合は、溶接ビードをモデル化しませんね。モＬＤさんのように。
剛性という観点から見た場合、溶接ビードが剛性に寄与する割合なんて高が知れていますから。また、溶接部の強度を議論する場合も、普通はシェル要素そのままで解析し、得られた応力分布から断面公称応力を抽出し、これに継ぎ手形状、ビード形状に即した応力集中・切り欠き係数を乗じて応力評価を行うことが殆ど。
でも、どうしても詳細な強度評価したいという場合は、ピンクのムカデさんのように、ソリッド要素とシェル要素の混合モデルを用いる事になると思います。

実は、溶接部ではないのですが、シェルモデル部（ラフ）とソリッドモデル部（詳細）
の結合モデルで解析しようとしていたところだったので、ピンクのムカデさんが書かれたＲＳＳＣＯＮを調べてみたんです。うちではＮａｓｔｒａｎでシェルとソリッドを使う場合、
みんなは剛体要素（ＲＢＥ2）を使って、シェル側をマスターとしているようなんですが、これではソリッド側の板厚方向変形を拘束するのでマズイ。一方、ＡｂａｑｕｓにはＳＳ＿Ｌｉｎｅａｒというソリッド側をマスターとする結合オプションがあって、私はこれまでこれを使ってきたんです。じゃあＲＳＳＣＯＮはNASTRAN版のＳＳ＿Ｌｉｎｅａｒなのかなぁと思って。
マニュアルを見ると、考え方はＳＳＬｉｎｅａｒと同じで本掲示板の古～い過去ログの「結合法復習会」に書かれていたもの。但し、ＲＳＳＣＯＮはソリッド側が厚み方向に一層であることが前提なんですね。端なる曲げ問題ならＯｋですが、うちでやってるのは熱応力問題が多く厚み方向にソリッド一層てことはまずない。するとＲＳＳＣＯＮは使えない。
ということで、Ｎａｓｔｒａｎ版のＳＳ＿Ｌｉｎｅａｒを作る事にします。（振動解析も行うのでＮａｓｔｒａｎがＢｅｔｔｅｒ）あと、ＲＳＳＣＯＮにしろＳＳ＿Ｌｉｎｅａｒにしろ、シェル側とソリッド側の分割パターンが一致している事が前提ですが、不一致の場合でも結合できる方法にしようと考えています。
(編集担当：imada 2001/12/12)

＜餅の解析＞

　# ＡＢＣ 　# 1999年7月15日(木)23時34分 #

餅の破裂（破裂の時間は？）のあくまでＦＥＭ問題としたい。
もちろんベンチマーク時間の問題ではありません。

餅の大きさ、80×64×8ｍｍ
できれば要素数は、（おわかりかもしれませんが）200以内で
どんな要素で解いてもかまいません。

熱源一定 300℃
一番広い面積で焼くこととする。
乗せて接触した時点からスタート

熱の輻射や発散などはまったくなし。
100％接触面積部のみ伝わるものとする。

困ったことに、餅の物性の知識が全くありません。

接触拘束を求めるための比重
比熱
成分 水分量（温度－膨張係数）で餅の成分としたい。
温度－ヤング率－ポアソン比
降伏条件どうしたらいいものやら

などなど、もちろんこれだけでは解けるとはおもっていませんので
参考意見頂戴したい。
方法手法は全く問いませんので是非とも、
できれば工学に詳しい御餅屋さん御一報ください。
宜しくお願いします。


　# 小林 篤央 　# 1999年7月16日(金)07時15分 #

＞餅の破裂（破裂の時間は？）のあくまでＦＥＭ問題としたい。
＞もちろんベンチマーク時間の問題ではありません。
うーん、私も構造解析はいろいろやってきましたが、
これほど難しい問題には遭遇したことがありません。
考えれば考えるほど以下の点で悩みます。

1）もちが大きくなっていくさい、当然中空になり、
空気が入ってきます。この扱いをどうするのか、
あらかじめ空気のメッシュをきっておいて、ふくらますのか・・・？
それとも、DYNA等でやっている、車のエアーバッグのような扱いをするのか？

2）当然、空気は対流を起こすので、熱流体解析を同時に行うのか？

3）破裂（破壊）まで解析するということは、あらかじめ、破裂する場所
がわかっているのか？（そんなことないですよね）
そうでなければ、どういう破壊モデルを使うのか？
私はこの分野にくらいですが、おそらく、物性で破壊挙動が大きく
変わってくるので、構造解析一般に採用されている金属の破壊モデルは
採用できないと思います。では、どんな破壊モデルを採用するのか？

4）実験結果も結構、測定困難だと予測されるので、
出てきた結果をどうエンジニアリングジャッジするのか？
（もちそのものが、不均一な材質でしょうし、米粒が少しでも
残っていると、膨れかたや、破壊の仕方に大きな差が出てくると思われる。）
いずれにしても、実験結果との整合性（検証）をとりにくいですね。

5）ほかにも質問がありますが、行数の関係でもう止めます。

＞餅の大きさ、80×64×8ｍｍ
＞できれば要素数は、（おわかりかもしれませんが）200以内で
＞どんな要素で解いてもかまいません。
破壊の3次元解析でこのような少ない要素数はきいたことがありません。
高次要素を使うのかな？

＞困ったことに、餅の物性の知識が全くありません。
・・・うーん・・・。

＞接触拘束を求めるための比重
＞比熱
＞成分 水分量（温度－膨張係数）で餅の成分としたい。
＞温度－ヤング率－ポアソン比
＞降伏条件どうしたらいいものや

ヤング率やポアソン比は、金属などのの挙動をもぎするときは威力を
発揮しますが、はたしてもちに適用できるのでしょうか？
まじめに解くのであれば、別の考え方が必要な気がします。

以上、ぐたぐたとならべましたが、当方でこれの受託解析を依頼されたとしても500万円いただいてもお断りすると思います。

決してネガティブな意見を出したつもりはありません。
こういう、常人が思い付かない、斬新な発想は個人的には大好きです。
ただ、この問題な、むつかしすぎるのでは？？？


　# ＡＢＣ 　# 1999年7月16日(金)22時28分 #

難しく考える問題にするつもりはないのですが
私が考えていることは、
もっと低レベルな議論ですので御容赦ください。

単純に線形構造解析的に解けないかなとの思い付きです。
本当は、要素数ももっと減らしたいぐらいなのですが。
今現在どうくだらないことをやっているかといいますと
熱伝時間（弾性率変化）→歪み変位→発生圧力→歪みによる熱源との
接触面積の低下会社ではなかなかできづ、SHELL要素を約22個ほど作り、物性、バウンダリ（圧力）は適当に、各要素に手入力で、過渡特性的に行ってます。

本題とは異なるのですが、実務である樹脂材の圧力容器の強度を求めています。
悩みの種は、歪み速度を加味した計算です。
一般的な非線形構造解析ソルバで、求めてるのですが
要素も比較的に多くそんなに流せませんのでバインダリでどうしたらいいのか立ち止まってます。

それで、自宅にもどれば、仕事から切りかえられず、あるＰＣ版デモソフト（200要素まで解析可）で、もくもくと、要素の学習の原点にもどり、
要素とバウンダリの考え方だけで、なんとかできるかと活路をひねり出しているところです。

圧力による変位コンタを見た娘が、餅みたいとの一言で載せてしまいました。
ＦＥＭを今まで、BLACKBOX化して後悔しているＡＢＣでした。
斬新なアイディアでなくすいません。(^^;;

よろしければ、一緒に悩んでください。


　# 風来坊 　# 1999年7月17日(土)01時10分 #

餅屋ではありませんが、餅は好きです。 風来坊です。

多少、近い問題として、ブロー成形の例題が、ＭＡＲＣにあります。空気を送り込みつつ、加熱された樹脂が風船のように伸びて行って型の内面に達します。
当然、粘塑性、大変形、非定常．．とユーザーサブルーチンを駆使した線形解析とは遠く離れた解き方です。
微小変形を前提とする線形解析の積み重ねで解くのはやはり無理があるのでは？
特にシェル構造の場合は、大きな変形によって剛性が極端に変わるわけですが
線形ではこれが扱えない。またシェルでは、熱膨張による厚みの変化（→接触
点の変化）が考慮できないのもつらい。それからABAQUSやMARCのシェル要素は板厚方向の温度分布が扱えますがお手持ちのＥＤでは扱えますか？



&#37;
No.102# もちろん（餅論）
　# ＡＢＣ 　# 1999年7月26日(月)21時45分 #

餅の解析続報、
あくまで要素遊びでとらえてください、
そんなの解析ではないとか、いわれましたらそれまでですが。

板厚シェル要素（QUAD）を6面体（1辺）構成、
寸法は前報と大分異なりますが、（80×60×20）になってしまいました。
これで100要素以内になります。

拘束は真中NODE4点
重力加速度と各要素、大気圧を外部表面のみ加える。
各6面体に内部から圧力をかける。
これで、中心が膨れ上がる（餅らしく）ます。

問題点は
温度－圧力
温度－弾性率（分布）、
歪みによる接触面積低下（梁要素でリンクしたかったのですが）
をどうするかですが、現在、手入力で時系列で行ってます。
これから私の気の長い課題とします。

熱源と接触面ノードの梁要素（SPRING要素的に）熱応力に利用できるかと
勘違いしていたのですが、デモ版ではさすがに無理でした。

尚、解析自体は、間違っている（認識あります。）のですが、
評価対象者は我が娘の笑顔ということで、許してください。
こういう愚かなシミュレーションをやっている馬鹿もいます。

尚、こういうのいちいち文字で書くのもなんですから
NASTRANやPATRANファイル（ASCII）の書き込み等は
できないものでしょうか？管理人様宜しく検討お願いします。

他1）
風来坊様、解説、大変ありがとうございました。
座くつ今後検討してみます。
実は、本SIMULは当初から板厚の変化はほとんど、考慮にいれてませんでした。
(編集担当：imada 2001/12/12)