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< Contact Normal StressとNormal Stressの違い>
No.5798# 2003年9月9日# Pero#
塑性加工解析で,金型を剛体として解析しているのですが,金型にかかる応力を
面圧から簡易的に予測したいと思っています.
その際MentatではContact Normal StressとNormal Stressの両方を出力できると思うのですが,両者の違いがイマイチ分からずどちらの値を参照していいか困っています.
どなたか分かる方がいたら教えて下さい.ちなみに使用ソフトはMARC,Mentatです.
よろしくお願いします.
No.5799# 2003年9月9日# MarcUser#
おはようございます.
ちゃんと差を見たことがないので,はっきりしたことは分からないのですが,イメージ的には,Contact Normal Stressは「接触力の接触面垂直成分(摩擦成分を除いたもの)を,その接触節点の担当する面積で除したもの.」Normal Stressは「要素内の応力テンソルを表面に沿った座標系に変換し,表面の垂直方向の成分を表示したもの」と思います.接触面が十分滑らかで十分要素分割が細かければ,上記の二つはほぼ等価になると思いますが,例えば四角いブロックを圧縮した場合の接触角点などは異なる値が出てくると思います.
> 塑性加工解析で,金型を剛体として解析しているのですが,金型にかかる応力を
> 面圧から簡易的に予測したいと思っています.
という用途で考察されるのであれば,やはりContact Normal Stressかな?と思います.
金型を弾性体として金型変形の連成解析をするという手段もあります.
ちなみに,塑性加工学会で以下のセミナがあります.
「解析の高精度化を目指す成形,金型変形,温度の連成シミュレーション技術」
http://www.jstp.jp/jp/gyouji/seminar146.html
これはおまけでした.
(編集担当：うし 2005/01/23)
<熱応力の解析>
No.5774# 2003年9月2日# きんたろう#
はじめまして。初めて投稿いたします。
当方、MARC MENTATを使用して3ヶ月の初心者です。
現在、コーティング膜付きセラミックスの熱応力解析を行っています。
どうしても応力の発生状況がよく分らないのですが、どなかかご教授願えないでしょうか。
よろしくお願いいたします。
基材形状:200×500×20mm
コーティング膜:基材全面に100μm
基材の熱膨張係数:5,7×10-6/℃
膜の熱膨張係数 :4.7×10-6/℃
初期温度:1500℃、膜上面温度:1100℃、膜下面温度800℃
の場合、膜の上面、下面では引張・それとも圧縮応力が働くのでしょうか。
MARCの解析結果では、上面では圧縮・下面では引張応力が発生し、形状はより元より小さく、下向きに反った結果が得られています。
No.5775# 2003年9月2日# よし☆彡#
本来もっと下向きに反った結果が,基材により押し戻されたのではないでしょうか?
いづれにせよ基材の温度により変わると思います.
また,膜厚が薄いので,メンブレン要素を使った方が良いかもしれませんね.
参考まで,,
No.5777# 2003年9月2日# saito#
妥当な結果でないですか。
初期温度より,全体が,温度低下しているから,”元より小さく”なるし,下面のほうが温度低下が大きいので,上面より縮もうとするけれども,上面は温度低下が小さいので追従してこない。
上面と背中合わせになっているばっかりに,本来の収縮状態よりも,伸ばされている格好になります。上面側はこれと逆で,そんなに収縮する必要はないのに,下面が縮もうとするので,無理やり圧縮された状態になっているということです。
(編集担当：うし 2005/01/23)
<座標変換>
No.5571# 2003年7月9日# バティ#
はじめまして.
現在marcを使って解析をしている大学生です。
円筒モデルでの応力解析をしています。
解析の結果として,(r,θ,z)座標の応力を取りたいのですが,どうやって出すのかがわかりません。特にσθの考察ができればと考えています。(x,y,z)座標でもいいのですが,その場合相当応力でしか考察できません。
ユーザサブルーチンを使うものなのか,transformsで節点座標を変更するものなのか・・・。
どなたかよろしければ,ご教授お願いできませんでしょうか??
No.5576# 2003年7月9日# MarcUser#
こんにちわ.
応力をテンソル値で出力しておけばMentatで変換可能です.
やり方は,
Main>Result>Scaler plot Settings>Result Coordinate System>
と進んで
TYPEからCYLINDRICALを選んで,ORIGINの値とORIENTATIONの値をセットし,一番上のACTIVEをONにすれば任意の円柱座標系での応力が出力されます.
詳細は真ん中ボタンクリックでヘルプを見てください.
注意ですが,応力はテンソルの6成分セットで出力しておく必要があります.
> ユーザサブルーチンを使うものなのか,transformsで節点座標を変更するものなのか・・・。
もちろんユーザサブルーチンでもできます.transformはちょっと用途が違います.
ユーザサブルーチンを使用する場合は回転テンソルをRijとすると,応力テンソルの回転は,新しい座標系の応力を∑とすると,
∑ij=Rik σkl Rjl
で表されます.
以上.ご参考まで.
No.5586# 2003年7月10日# バティ#
MarcUserさんありがとうございます.
そんな簡単にできるとは思わなかったです。驚きです!
思い描いてた考察ができそうです。
バージョンは2001なんですが,なにしろ,マニュアルが古くて,そのような機能の説明が書いてないんです。たいへん,助かりました。感謝感謝です。
(編集担当：うし 2005/01/23)
< 曲げモーメント >
# No.5175 # 2003年5月2日 # 超初心者 #
初めて投稿します。私は今大学でmarc mentatを使用しています。
早速ですが、曲げモーメントを作用させたいのですが、図心から偏心させて荷重をかける方法ではなくて曲げモーメント専用の入力するコマンドってあるのでしょうか?
いちお、POINT LOADにMOMENTという項目があるのですがあまりうまくいっていません。
どうか、私に力を貸してください。よろしくお願いします。
# No.5176 # 2003年5月2日 # y #
Mentatはあまり詳しくないのですが、POINT LOADのMOMENTでモーメントの入力が可能だと思います。ただし、解析対象がソリッド要素の場合は入力が無視されますので、(ソリッド要素は曲げ剛性を考慮してない)タイニング(LINK)要素を使います。タイニングの使い方がよくわからない場合は、入力を設定するソリッドの 面に剛性を低くしたShell要素を張ってやるも良いと思います。
# No.5245 # 2003年5月23日 # 超初心者 #
引き続き投稿させてもらいます。今度は曲げモーメントの作用の仕方についてです。
ある断面に曲げモーメントを作用させたいのですがsurfaceを作成してそれに作用させればいいと思うのですがいかがでしょうか?
しかし、それだと断面が複雑になれば不可能になるのではないかと思うのですが・・・。いかがでしょうか?
サポートにも問い合わせてみますが、ただいま製造番号を問い合わせ中かつこちらはいろいろと勉強になることが多いので・・・。なんどもすいませんよろしくお願いします。(使用しているソフトはMarc Mentatです。)
# No.5255 # 2003年5月25日 # ハッピー #
ソリッド断面への曲げモーメントの与え方の件
超初心者さん、yさんが紹介されたシェル要素貼り付けが簡便と思いますが試されました?
# No.5256 # 2003年5月25日 # 超初心者 #
はい、確認できました(連絡が送れて申し訳ありません)。大変勉強になりました。
それでですね、今解析しようとしているものが等曲げ状態を作り出したいのですが、断面がちょっと複雑で各節点に振り分けるにしてもちょっと難しいというか、いいのかな?という疑問がありまして(うまくいっていない)、図心に作用させるのかなと思っている(これもよさそうな解がえられない)のですが、もっと断面が複雑になった場合、どうするのだろうかなという疑問が湧きまして・・・。
それで、断面に曲げモーメントが作用しているといった場合、その断面を指定すれば作用するといった類のものがないかと思いまして・・・。多分、私のミスもあると思うのでもう一度整理してやってみますが。
自分が勉強不足のため言葉が適切ではないところがあると思いますが、よろしくお願いします。
# No.5257 # 2003年5月25日 # ハッピー #
「等曲げ状態」ってどういう状態?断面形状とどう関係があるのでしょうね。
# No.5271 # 2003年5月27日 # MarcUser #
こんにちは. 以下のようなモデルで解析してみました.
以下のような棒をソリッド要素で作成
A
|---------------------------+ B * *
|---------------------------+
y
|
+-->z
A面はx,y,z拘束.B面にはピタリと接触するsurfaceをつくり,contact条件をglueにして「のり付け」状態にします. Bに接触させた剛体壁(surface)をLoad controlにして,二つの独立した節点(上図で*マーク)をそれぞれ control nodeとaux nodeにします.
ここで,control nodeは剛体壁の並進自由度をaux nodeは 回転自由度を与えます.
control nodeは境界条件でx方向を固定し,y,zはfree.aux nodeには境界条件でy,zを固定し,xにpoint loadとして回転モーメントを与えます.
これで解析可能でした.
.datをお渡しできますが,掲示板に書き込むと膨大なデータで他の皆さんの迷惑になりそうですので,エムエスシーのclub mscに同じ質問を書き込んで,いただければそちらでデータを書き込みます.(以前,データを書きましたが削除されませんでした.)
# No.5272 # 2003年5月27日 # MarcUser #
書き忘れました.「この方法であれば断面形状がどんな形であっても可能だと思います.」
いかがでしょうか?
# No.5273 # 2003年5月27日 # 超初心者 #
ありがとうございます。ただ、ちょっと思うのが、surfaceのを作る際の節点の指定できる数が限られているので形状にも限度があるのかなと思うのですが。それともそういうことではないのでしょうか?
実はすぐにmentatを使える状況にないので、思いつきてきな発言をお許しください。
等曲げ状態についてですが、一定の曲げモーメントが一様に分布している状態をいいます。例えば、単純梁の両端に同じ値の曲げモーメントを作用させれば一定の曲げモーメントが働きます、そのことを言っていました。
# No.5274 # 2003年5月27日 # MarcUser #
> surfaceのを作る際の節点の指定できる数が限られているので...
surfaceはmentatの場合pointで作成することになります.nodeでsurfaceを作るのではなく,剛体壁を作ってここに接触させるという方法なのです.これであれば,ひとつの剛体壁に複数の節点を接触させて制御することが出来ると思っています.
図のBの端面が平面でない場合であれば,節点の構成する曲面に沿った剛体壁(pointによって作成されるsurface)をのり付けしてやればいいと思います.
なかなか,文字で説明するのは難しいですね.(笑)
# No.5277 # 2003年5月27日 # ハッピー #
> それともう一つ、等曲げ状態についてですが、一定の曲げモーメントが一様に
> 分布している状態をいいます。例えば、単純梁の両端に同じ値の曲げモーメント・・・
by 超初心者さん
と言うことは、断面形状の複雑さは関係ないですね。
MarcUserさんが紹介された剛体貼り付けについては、「CAE実用大事典」で「要素結合復習会」
で検索すると参考になると思います。ソリッドとシェルを如何にして結合するか、がヒントです。
この手法では端面で断面変形を拘束しますから応力が多少乱れるかも知れませんね。
#超初心者さんも、学生さんでしたね?
どんどん悩んで、どんどん失敗しましょう。その悩み、失敗が必ずプラスになりますから。
# No.5283 # 2003年5月28日 # MarcUser #
> この手法では端面で断面変形を拘束しますから応力が多少乱れるかも知れませんね。
そうなんですよね.完全糊付けは断面拘束が強すぎます.
実は最初に糊付けでなく,剛体壁面内方向に
は自由に滑れるようにして法線方向のみ離れ
ないようにしたのですが,途中で面から滑って
剛体壁が飛んでいってしまいました.
かなり広い剛体壁を用意しなければいけない
かもしれませんね.
# No.5289 # 2003年5月28日 # ハッピー #
「CAE実用大事典」にある
>(1-1)ソリッド側をマスターとする
>
>---------a:・・・・・・・・・t/2
>---------b:
>---ソリッド--c:s==シェル中立面=→↓荷重
>---------d:
>---------e:・・・・・・・・・-t/2
または、
>(1-2)シェル側をマスターとする(その2)
>
>-------e・・・・・・・・・・t/2
>-------d
>-------c:s==シェル中立面==
>-------b
>-------a・・・・・・・・・・-t/2
>-->X軸
は、断面の変形を拘束しませんね。これをServoLinkで記述して点Sにモーメントを 加えれば良いのではないでしょうか。要は、スライド式の剛体面を自作するわけです。
(シェルは不要です)
但し、(1-1)では、Sはスレーブ点(Tied Node)ですから、このモーメントをかけるには一工夫必要と思います。
(編集担当：うし 2003/11/27)
〈 タイニング要素 〉
# No.5180 # 2003年5月4日 # 超初心者 #
返信ありがとうございます。大変勉強になります。
早速やってみようと思います。ところで、タイニング要素についてですが、これも使い方を学ぼうと思っています。何か参考になる文献等ありましたら教えていただけないでしょうか?
ちなみに、mentatでメニューに幾何学的特性の設定とは、別にLink(多分タイニング要素の設定はここで行うと思う。)とありこれで設定すれば、幾何学的特性については設定する必要はないのでしょうか?
すいません不勉強なもので・・・。
# No.5182 # 2003年5月4日 # ハッピー #
横RESですが、タイイングは要素ではないですヨ。ネクタイのTieです。Tie→Tying。
Tyingの前に、ServoLinkをマニュアルA、Cで理解しましょう。Tyingは、ServoLinkの目的別「楽々パック」のようなものです。(ServoLinkは、NastranのMPCと同じです)
# No.5183 # 2003年5月4日 # ハッピー #
全くの余談です。
ラジコンをやっている人はご存知かも知れませんが、クルマの前輪の操舵機構の部品にTie Rod(タイロッド)という細い棒があります。ステアリングギヤ・ボックスから左右の前輪に伸びていて、このTie Rodの押し引きで左右前輪の向きを変えます。
右へ旋回する場合、ステアリングを右に回すと、左のTie Rodは左前輪を押し、右のTieRodは右車輪を引いて、左右前輪が転舵軸周りに回転して右を向きます。
つまり、Tie Rodは、ステアリングの回転を左右前輪の転向に変換する役目を持ちます。
Marcを使い始めて、TYINGという名前に出会ってピ～ンと来たのが、カーマニア小学生の時から頭に入っていた、このTie Rodでした。ある節点の変位を別の節点の変位に変換するTyingがTie Rodにカブって、これが語源かな?と思ったりしました。Tyingに喩えて言えば、左右前輪がTied Nodeで、ステアリング軸がRetained Nodeになります。
あとでServo Linkの存在を知ったのですが、Servo Link=制御リンク機構の典型がTie Rodですから、ひょっとしたら大きくは外れていないかも。
昔の機械は、1つの動力源から様々なリンク、カム機構などで多様な動きを作り出していた訳ですが、MarcのServo Linkは同様に様々な変位変換を記述することがでると思います。
#MSC関係の方、訂正お願いします(^^;; (GW中と言うことで...
(編集担当：うし 2003/11/27)
< 接触解析―座標系と境界条件 >
# No.5216 # 2003年5月19日 # Marcn #
はじめまして,Marcnと申します。
最近Marcを使い始めたのですが,接触解析についてどうしてもわからない点がありまして,書き込みしました。
硬さ試験のような圧子を金属試料へ押込む解析を行っています,
圧子を剛体にし,その剛体を荷重制御をすると,圧子が変形体に刺さったり境界条件を無視した動きをし始めます。境界条件を無視するというのが最も困っています。なぜこのようなことが起こるんでしょうか?
圧子は完全な三角形にしているのですが,鋭角なものは押込みの解析に適していないのでしょうか?
# No.5219 # 2003年5月20日 # いなちゅう #
間違っているかもしれませんが、境界条件の定義タイミングが考えられます。
モデル定義データ内で初期条件として境界条件を定義していないと上記の様になるかもしれません。
# No.5218 # 2003年5月20日 # ハッピー #
> 圧子を剛体にし,その剛体を荷重制御をすると,圧子が変形体に刺さ
> ったり境界条件を無視した動きをし始めます。境界条件を無視すると
> いうのが最も困っています。なぜこのようなことが起こるんでしょう> か?
by Marcnさん
接触解析で、「突き刺さる」「すり抜ける」は本掲示板で、何度も登場しましたので、右上の検索機能で「接触」で探すと出てきそう。
でも「境界条件を無視する」レッドカードは何故でしょうね?
A+++++B
+++++
++++
+++
++
C
D==========E
===========
F==========G
こういう問題?どこに、どのような境界条件を与えられたのでしょう?
#圧子が剛体とのことですが、剛体は1つの節点で動きが決まりますからその辺が気にならないでもないのですが。
# No.5220 # 2003年5月20日 # Marcn #
ハッピーさん,ありがとうございます。説明が不十分で申し訳ありません。
モデルの考え方は円柱に円錐形圧子を押込むというものですので,ハッピーさんの図のとおりです。境界条件としては,ハッピーさんの図を使わせていただくと,
A+++++B
+++++
++++
+++
++
C
D==========E
===========
F==========G
変形体はD-F間は水平方向に固定させ,F-G間は垂直方向に固定させています。
剛体は,節点をC点に置いてこれをcontrol nodeとします。この節点に水平方向の固定,垂直方向への荷重を加えています。
剛体が荷重により押し下げられ,変形体に接触,押込みが起こるという境界条件を入れているつもりでいます。
この条件で解析を行います。結果としてはD-F間と剛体は水平方向に移動してしまいます。特にD点はC-B間のcurveに沿って移動していきます。またF-G間が垂直方向に移動してしまいます。理想としては,境界条件のとおりにD-F間は垂直方向のみの変位,F-G間は変位がない状態になってほしいと考えています。
解析プログラムはMarc2001を使用しています。他に入力すべきところがあるのでしょうか?説明が下手で申し訳ありませんが,よろしくお願いします。
# No.5223 # 2003年5月20日 # ハッピー #
> 結果としてはD-F間と剛体は水平方向に移動してしまいます。
> 特にD点はC-B間のcurveに沿って移動していきます。またF-G間が垂直方向に
> 移動してしまいます。
by Marcnさん
なんかバラバラ事件ですね(^^;;
いなちゅうさんご指摘の件は大丈夫ですか?
Model Definition の中で拘束条件を設定されているかどうか。ここで設定していると、History Definitionでは拘束条件は不要で与えるのは荷重のみです。
あと、剛体ですからControl NodeのC点は回転も拘束する必要がありませんか?
#訳が分らなくなったときは、一旦、接触をやめて下の変形体だけにしてD点を押すような単純な問題で拘束条件を確認しましょう。 一歩後退二歩前進です。
# No.5225 # 2003年5月20日 # atmori #
> モデルの考え方は円柱に円錐形圧子を押込むというものですので,
すんません、よくわかってないのかもしれませんが、少なくとも軸対称モデルにしているならば、D点等のX=0の点はどう設定してもX方向には動きませんよね?
# No.5227 # 2003年5月20日 # Marcn #
いなちゅうさん,ハッピーさん,atmoriさん,貴重な意見ありがとうございます。
> モデル定義データ内で初期条件として境界条件を定義していないと上
> 記の様になるかもしれません。
by いなちゅうさん
> Model Definition の中で拘束条件を設定されているかどうか。
> ここで設定していると、History Definitionでは拘束条件は不要で与
> えるのは荷重のみです。
by ハッピーさん
Marc Mentatを使用しているのですが,Boundary Condition内で境界条件をモデルに付与しているのですが,この境界条件のつけ方自体が違うのでしょうか?
自分自身が超初心者なため,Model DefinitionやHistory Definitionとはどこで定義するものなのかがわかりません(*_*;
せっかくの貴重な意見なのですが活かすことができない状態です。 もうしわけありません。この点について教えていただけないでしょうか?
> 剛体ですからControl NodeのC点は回転も拘束する必要がありませんか?
by ハッピーさん
必要あると思うのですが,この場合はControl Nodeのほかにもう1点,回転を制御させる節点が必要なんでしょうか?マニュアルをみると,節点を追加しなければ回転が起きないようなことが書いてあったのですが・・・。これは違うのでしょうか?
> 少なくとも軸対称モデルにしているならば、D点等のX=0の点はどう設定しても
> X方向には動きませんよね
by atmoriさん
軸対称モデルにしているつもりで解析を行ったのですが,このようになってしまいました。質問ばかりで申し訳ありませんがよろしくお願いします。
# No.5228 # 2003年5月20日 # atmori #
AnsysEDで趣味レーションしてみました。
円錐だと収束しないです。(そこがEDのメッシュ数の悲しさで)円錐台にしました。あと軸対称じゃなくて1/4モデルにしました。 1/4にして、分割面を対称境界にしました。こうすれば モデルが横方向に動くことが防げます。
まぁあんまり細かいこと書くとツッコミが来るので、そこはそれ、 趣味レーションで(笑)、要は「1/4対称モデルだとどうでしょうか?」って書きたかっただけです。
↓(93kB)
http://bbs.nc-net.or.jp/forum/jump.php?bbs_type=12&touri=http://atmori.info/engineer/test/p2.gif
# No.5229 # 2003年5月20日 # いなちゅう #
> Marc Mentatを使用しているのですが,Boundary Condition内で境界
> 条件をモデルに付与しているのですが,この境界条件のつけ方自体が
> 違うのでしょうか?
> 自分自身が超初心者なため,Model DefinitionやHistory Definition
> とはどこで定義するものなのかがわかりません(*_*;
> せっかくの貴重な意見なのですが活かすことができない状態です
BoundaryConditionsで設定した条件をLOADCASES>MECHANICAL>STATIC>LOADSで 選択します。ロードケースを後で作成したのならばデフォルトで選択されているとは思いますが。 ModelDefinitionにこの条件を既述するには、ECHANICAL>INITIAL LOADSで 選択します。これも上記と同様JOBSを後で作成したのならばデフォルトで選択されます。両方とも確実な確認方法は、*.datファイルを開いて見ることです。
> 軸対称モデルにしているつもりで解析を行ったのですが,このように> なってしまいました。
念のために確認ですが、対称軸はX軸にしてますよね?
# No.5230 # 2003年5月20日 # ハッピー #
> 念のために確認ですが、対称軸はX軸にしてますよね?
by いなちゅうさん
そうそう、いなちゅうさん仰るように、MARCは軸対称モデルの座標が大多数のソフトとXYとRZの対応が逆です。これを間違えると拘束条件ははちゃめちゃです。
画面で見たときに水平方向(X)がZ軸つまり対称軸です。「豚の丸焼き」とでも言いましょうか(笑)
# No.5231 # 2003年5月20日 # Marcn #
ハッピーさん,いなちゅうさん,atmoriさん,ありがとうございます。
atmoriさん,解析図ありがとうございます。いま2次元で解析をしていて,この問題が解決した次の段階で図のようなモデルを使用した解析を行おうと思っていたので,参考にさせていただきます。
> そうそう、いなちゅうさん仰るように、MARCは軸対称モデルの座
> 標が大多数のソフトとXYとRZの対応が逆です。これを間違えると
> 拘束条件ははちゃめちゃです。
> 画面で見たときに水平方向(X)がZ軸つまり対称軸です。
座標系,全く考えていませんでした。XYを直行座標系とすると,RZは円筒座標系と考えればいいのでしょうか? XYとRZの対応が逆というのはどのような意味なのでしょうか?
「豚の丸焼き」でモデル的にはかなり理解できました。行っている解析では,デフォルトの状態で前の図のように,モデルを作成したため,たぶん対称軸はY軸となっていると思います。やはり,これが原因でしょうか?
# No.5232 # 2003年5月20日 # ふじた #
> 座標系,全く考えていませんでした。
> XYを直行座標系とすると,RZは円筒座標系と考えればいいのでしょう
> か?XYとRZの対応が逆というのはどのような意味なのでしょうか?
横レスですが、Marcで下図のまんま解析を行えば、 F-G(画面のX方向)を対称軸とする円柱の曲面?に剛体を押し付けてしまっています。D-Fを画面のX方向に向けなければ、意図されている解析はできていないということですね。
あと蛇足ですが、、ポストファイルを読み込めば、 MENTATで拘束点反力(Reaction force)も確認できますんで、拘束自由度のそれを一度確かめてみるのも良いかと思います。
# No.5233 # 2003年5月20日 # ピピ #
あんまり楽しそうなので、横レスの横レスです(^_^)
でもね。そうだとすると、剛体はリング状になるから、剛体だとすると動かないことになりません?
それに、
> 結果としてはD-F間と剛体は水平方向に移動してしまいます。
> 特にD点はC-B間のcurveに沿って移動していきます。またF-G間が垂直
> 方向に移動してしまいます。
by Marcn
ということだから、ふじたさん指摘のようにF-Gを回転軸にしてるとしたら、F-G間が垂直方向に移動できないし...可能性としては、回転軸がオフセットしちゃってるくらいしか無いような気がします。点FがX-Y平面上で(0,0)になってますか?
#MARCって、軸対象要素の回転軸がX軸なんですね。知らんかった。
# No.5235 # 2003年5月21日 # ふじた #
> でもね。そうだとすると、剛体はリング状になるから、剛体だとする
> と動かないことになりません?
by ピピさん
ってか、よくよく考えれば「軸対称剛体」なんて定義できるの?という疑問が。。(汗
> 可能性としては、回転軸がオフセットしちゃってるくらいしか無いよ> うな気がします。
(軸対称要素を使用していれば)確かにF-Gが画面の垂直方向に動くのは、それがオフセットされていなければあり得ないですね。
D-FのX方向(画面の水平方向=軸方向)にきちんと拘束が定義されていれば、水平(軸)方向には動くのは不自然なので、拘束反力を確認されては?
と書かせてもらったんですけど、どうも解せない点が多いです。(^^;;
やはりハッピーさんご指摘のように変形体だけで、挙動を確認するのが近道ですかね。「一歩後退二歩前進」、良い言葉だぁ～。 (自戒)
#Model Definition endカードからend optionカードまでの初期線形解析データ区分。とりあえず、ここにfixed dispカードが書き出されているか要確認です。
# No.5238 # 2003年5月22日 # ハッピー #
> 「豚の丸焼き」でモデル的にはかなり理解できました。
> 行っている解析では,デフォルトの状態で前の図のように,モデルを
> 作成したため,たぶん対称軸はY軸となっていると思います。
> やはり,これが原因でしょうか?
by Marcnさん
・座標系は先ず修正しましょう。X軸→Z軸(対称軸)、Y軸→R軸。
つまり、先の図を左に90度回転した状態でモ\ル化。これはMust。
入力データは、節点番号 、Z座標 、R座標 の順に並ぶはずです。
(他ソフトは,節点番号、R座標、Z座標)
・ここは、やはり一歩後退して変形体だけで、先ず解きましょう。そ
の後で二歩前進。
ところで、プリポストは何を使っておられるのでしょうか? よければ教えて下さい。
# No.5239 # 2003年5月22日 # Marcn #
みなさん,ありがとうございます。
プリポストはMarc/Mentat2001を使用しています。
みなさんの意見を参考にさせていただいた結果,何とか解析ができました。やはり座標系や境界条件に問題があったようです。ほんとうにありがとうございました。
(編集担当：十時 2003/11/23)
< 接点応力 >
# No.5240 # 2003年5月22日 # 超初心者 #
Marc Mentatを使用しているものです。
節点応力と要素応力の関係について調べたいのですが、マニュアルに載ってると思うのですが、どこに載っているか知っている方がいらしたら教えていただけないでしょうか?
# No.5243 # 2003年5月23日 # MarcUser #
Mnetat画面で,Post Results>Scalar Plot Settings/Extrapolationと進んで,
Method:Linear/Translate...のボタンのあたりで中央クリックをするとヘルプ画面が出てきます.これが参考になります.Mentatの紙のマニュアルだとv3.1のものしか手元にないのですが, Mentat Comman Reference 3.1の13-13ページにあります.(Mentat2001のCommand Ref.は発行されていない?)
ちなみにデフォルトだと節点の応力値は,Linear ExtrapolationのNodal Average:ON で計算されます.上記の中央クリックのヘルプに記載されていますが,
1.要素内の積分点の平均値を要素中心の値として,
2.この要素中心の値と各積分点の位置から節点の値を外挿.
3.複数の要素がひとつの節点を利用している場合は,各要素から外
挿された値を平均化する.
という手法です.要素に積分点が一点しかない場合は,その値を節点に当てはめて,3のみの処理になります. (このため,節点に振り分けた応力テンソル成分からもとめた相当応力と積分点で出力された相当応力を節点に振り分けた相当応力の分布は少々異なります.)
また,Translateは節点に一番近い積分点の応力値をそのまま用いるもの.Averageは要素中心で平均化した値を節点に振り分けるものです.
Method:Translate
Nodal average:OFF
とすると積分点の応力値が見れることになります.
# No.5250 # 2003年5月24日 # ハッピー #
> また,Translateは節点に一番近い積分点の応力値をそのまま用いるもの.
> Averageは要素中心で平均化した値を節点に振り分けるものです.
> Method:Translate
> Nodal average:OFF
> とすると積分点の応力値が見れることになります.
by MarcUserさん
そうなんですか。
(a)積分点値から節点位置に外挿
(b)積分点平均値を全節点に割り振り
(c)最寄りの積分点値を節点値として採用
と3通りの手法が、同じM社さんのソフトでも
Patran :(a)、(b)
N4W(Visual N):(c)
Mentat :(a)、(b)、(c)
ということになるのかな。平均化のOn/Offは何れのソフトも対応。当然、手法によってコンターは微妙に変わってしまいます。M社さんはどれを推奨しているのでしょうね。
# No.5258 # 2003年5月25日 # MarcUser #
そうなんですか。 PatranやN4Wは使用したことがありませんでしたので、参考になります。
特に推奨というのは聞いたことがありませんが、Mentatのデフォルトのlinearだと、単純な梁の曲げ解析をしたときに、梁の最大応力が単純理論と一致したりしますので、一見すごく精度が良いように思ってしまいますね。
私は出来るだけ計算された値を見たいということで、Translateを分布が綺麗になるようにNodal Average :ONにするようにしています。
(編集担当：うし 2003/11/23)
< 荷重関数の定義方法 >
# No.4719 # 2003年2月6日 # MARC初心者 #
marc/mentat2001で解析を行っています。
edgeに関数的に(例えばy=sin(2π*x))荷重をかけたいのですが、具体的にどうすればいいのでしょうか?
patranでは、fieldという機能があり荷重条件を関数で定義出来たのですが、これと同様の機能がmentatにあれば教えてください。よろしくお願いします。
# No.4741 # 2003年2月7日 # ふじた #
MENTATのTABLEでは関数は定義できなかったような気がしますが。。
大嘘ついてたらごめんなさい。どなたかフォローお願いします。)
サブルーチン(FORCDT or FORCEM)を使ったほうが効率的なように思えます。E編で検索かければ、例題が見つかると思うので一度試してみて下さい。
# No.4745 # 2003年2月7日 # チャーリー #
ふじたさん指摘の、ユーザーサブルーチンFORCEMでできるんでは
他には、境界面がFLATでしたら、半球で接合して球面に圧力を加えるとか?なんか違うかもしれませんが、
(編集担当：うし 2003/11/23)
<ミーゼスかトレスカか>
# 2003年1月19日 # No.4565 # coca #
大変初歩的なことで,お尋ねしにくいのですが,
MENTATでのコンター出力にある
”相当応力/降伏応力”
で使われている相当応力というのは,節点でのミーゼス相当応力なのでしょうか?
過去のログをみると,
> 'Equivalent Von Mises Stress'はMARCが積分点において,計算した
> スカラー量であり,'Equivalent Stress'は応力テンソルから,
> Mentatが,節点に外挿した値
by_swallow さん
>また、上記の外挿では、積分点で求められた応力成分(2Dであれ
>ばσx、σy、τxy)から節点位置での応力成分を外挿で求め、
>それを使って節点で相当応力を求めます。
>また、通常は隣接する要素がありますから、隣接する要素で求めた
>節点での応力成分を平均化してから相当応力を求めます。
>つまり、隣の要素の影響が入ってきます。
by ハッピーさん
とあったのですが,勉強不足のため確信が持てず確認させて頂きたいのです.
また,MENTATでトレスカ相当応力や最大せん断ひずみを出力できるのでしょうか?
サブルーチンを組まないとできませんか?
# 2003年1月19日 # No.4567 # ハッピー #
コンターというのは分布ですから「節点のコンター」とか「積分点のコンター」というのは無いですね。まず確認。
一般的にはコンター図を作図するためには、まず節点での値を計算し、それを使って要素内部の分布を内挿して作図することになります。
MARCは積分点で応力出力しますから、それを節点に外挿して節点値を求め、それから内挿&コンターとなります。
> また,MENTATでトレスカ相当応力や最大せん断ひずみを出力できる
> のでしょうか?
> サブルーチンを組まないとできませんか?
Mentatユーザーでないので知りませんが、作図メニューに無いのであれば、サブルーチンは行かなくとも、何らかのカスタマイズが必要かも。
# 2003年1月19日 # No.4568 # チャーリー #
> また,MENTATでトレスカ相当応力や最大せん断ひずみを出力できる
> のでしょうか?
> サブルーチンを組まないとできませんか?
私はトレスカめったに使わないのですが、
確かにややこしいかったかもしれませんが
トレスカ応力 トレスカ歪は出力できたような気がします。
ELEM SORT カードだったか確認してみてください。
間違っていたらすみません。(^^;;
# 2003年1月19日 # No.4568 # ピピ #
> 私はトレスカめったに使わないのですが、
byチャーリーさん
返答に対する質問で申し訳ありませんが、ミーゼス応力が求まるのに、
あえてトレスカで評価するのって、どういうケースでしょうか?
どうも素人には、そういう常識が分からず悩んでしまいます。
トレスカの方が安全サイドの結果になるのなら、ミーゼスに安全率を考慮して定量的な評価をすればいいじゃん。って単純に考えちゃダメでしょうか?
# 2003年1月19日 # No.4575 # チャーリー #
> 返答に対する質問で申し訳ありませんが、ミーゼス応力が求まる
> のに、あえてトレスカで評価するのって、どういうケースでしょう
私はわかりません。(^^;;
トレスカで、計算が簡単だからといったことも含めて慣れ親しんだ方は
経験値も含めて、トレスカでといった具合なのでしょうか?
薄板単結晶材料では、トレスカなどが比較的利用されているようです。
> どうも素人には、そういう常識が分からず悩んでしまいます。
> トレスカの方が安全サイドの結果になるのなら、ミーゼスに安全率
> を考慮して定量的な評価をすればいいじゃん。って単純に考えちゃ
> ダメでしょうか?
応力空間での計算上は、内接する6角形で最大15%違います。
単純には無理かと思います。
# 2003年1月19日 # No.4577 # TBD #
> > ミーゼス応力が求まるのに、
> > あえてトレスカで評価するのって、どういうケースでしょうか?
By ピピさん
>トレスカで、計算が簡単だからといったことも含めて慣れ親しんだ方は
>経験値も含めて、トレスカでといった具合なのでしょうか?
>薄板単結晶材料では、トレスカなどが比較的利用されているようです。
By チャーリーさん
トレスカの応力が使われる理由は、剪断破壊という明確な物理現象と対応させることができるからです。
例として、単結晶体では典型的な剪断破壊を起こしますので、この世界でミーゼスの応力を持ち出すのはナンセンスなのです。ミーゼスはこの破壊モードに対して物理的な意味合いが弱いからです。たとえ、値が同じになっても、です。
剪断支配の破壊を起こす例としては、鋳物の圧縮が古典的に有名で、近年では接着部が実用上の重要な問題として挙がってきていますね? こういう場合は、”応力で議論する限り”、ミーゼスよりもトレスカの方が説得性があります。
これに対して、引張型のちぎれるような破壊を生じる場合は、逆にトレスカの方が意味が薄れ、このために考案されたようなミーゼスや、これまた古典的な主応力が有力になってきます。
破壊モードは、実際の壊れ方を知らないと議論できません。ただ、解析を担当する人全部にそれを知れ、というのは無理な話ですし、設計者でもわからない場合も多いのです。ですから、実現象がわからないときは、とりあえずミーゼスで良いのではないでしょうか? いちばん無難だと考えています。
”応力で議論する限り”と断ったのは、他のパラメータでの評価もあり得るからです。たとえば、歪エネルギー解放率や、スリットやクラックがあればJ積分などが使われています。
# 2003年1月19日 # No.4578 # ピピ #
チャーリーさん。早速の返信ありがとうございました。
私が分からなかったところはですね。
降伏応力をミーゼスで評価するか、トレスカで評価するかなんて、数字の遊びと言うかそんな大した問題じゃ無いのではないかという疑問なんですよ。
そこまで微妙な設計をしてるのか?ということです。
どちらにしても均質な材料をマクロ的に見た相当応力なわけで、実際の降伏現象はそんなに単純なものじゃないですよね?
FEMで計算された相当応力に対して、設計者がどれだけ微妙な判定をしてるかということが重要だとは思うんですが、業種によっては、そこまで微妙な設計をしてるということなんでしょうね。正直スゴイと思います。
その辺の、解析結果と設計条件との絡みが理解できるようになりたくて質問しました。
ありがとうございました。
# 2003年1月19日 # No.4579 # ピピ #
> 破壊モードは、実際の壊れ方を知らないと議論できません。ただ、解析を担当
> する人全部にそれを知れ、というのは無理な話ですし、設計者でもわからない
> 場合も多いのです。ですから、実現象がわからないときは、とりあえずミーゼス
> で良いのではないでしょうか? いちばん無難だと考えています。
by TBDさん
TBDさんの返信を見る前に、無知な設計者としてのレスを入れてしまい、反省してます。
疑問を持ったことは本質的に理解されている方に聞くのが一番ですね。
この板で勉強させていただきます。よろしくお願いいたします
# 2003年1月20日 # No.4589 # coca #
ハッピーさん,チャリーさん,ピピさん,TBDさん
たくさんのご返答ありがとうございました.
大変参考になり,また大変勉強させて頂きました.
なぜ私が扱っている解析が最大せん断ひずみで評価するかわかった気がします
(編集担当：Happy 2003/09/28)
<Marc/MENTATのISOLATEオプションって何?>
# 2001年12月6日 # No.2360 # コッパ #
こんばんわ.
MARC/MENTATで材料定数の異なる要素が同じ節点を共有しているとき
ISOLATEオプションを使えとあるのですが,なにを指しているのでしょうか?
# 2001年12月7日 # No.2365 # ハッピー #
Mentatは知らないのですが、状況から判断して「2重点処理」でしょう。つまり、同じ位置にあえて重複節点A,Bを作ることで材料単位でISOLATE=分離するわけ。
同時にTyingでA,Bの変位は拘束してバラバラになるのを防ぐのでしょう。恐らく。
何故、こんなバラバラにした上でひっつけるのか?
一度考えて見て下さい。答えはPost処理にあります。
(編集担当：Happy 2002/03/09)
<Marc/MENTATで面圧を表示するには?>
# 2001年12月3日 # No.2330 # ryu-man #
MARC/Mentatを使用している、CAE初心者です。Mentatのポスト処理で、2つの変形体を押し付けた時の2つの変形体間に発生する面圧のみを出力したいのですが。
何か良い方法をご教授願います。
# 2001年12月3日 # No.2331 # のえる #
ryu-man さんこんにちは。
Normal Stress では、だめなのでしょうか?
# 2001年12月4日 # No.2334 # ハッピー #
こんばんは。Mentatは知らないのですが、NormalStressが表示できるんですか?
どうやって求めるのでしょうね。
積分点から表面応力を外挿して座標変換でもするのかな?
とすると精度は期待しにくいか接触はスレーブ点の節点力で判定しますから、面圧もこの節点力から計算する方が接触の度合いを知るには適切のように思います。
節点力をその節点が代表するエリアで除して面圧にするのが、まぁまぁ妥当なやり方かと思います。
# 2001年12月4日 # No.2336 # チャーリー #
コンタクトオプションをつけると、ContactNormalForceで出力されたりします。
私も、はじめてきがつきました。
ハッピーさんのおっしゃる、節点反力からの演算がNORMALならぬノーマルと
私も考えます。
# 2001年12月4日 # No.2337 # ryu-man #
お答えを下さった皆さん、こんにちは。そして有難うございます。
非常に参考になりました。自分で色々とやってみたいと思います。
ところで、皆さんが下さったお答えの中でいくつか分からない言葉等がありましたので、よろしければご教授下さいませんでしょうか?
先ず、ハッピーさんがお答えくださった方法についてですが、スレーブ点、節点反力というのはいかなる物なのでしょうか?初心者の上に不勉強なもので、しかも社内でこういった知識を持っているメンバーは誰一人としていないため、こういった(ひょっとして初歩的な)キーワードの意味が分からないケースが多いです。
それと、チャーリーさんがお答えくださった、normal contact force ですが、これはforceですからstressではないんですよね?
前回初めて、ここに書き込みましたが、これほどまでに皆さんが協力的にアドバイスしてくださって非常に心強いです。
皆様、今後とも宜しくお願い致します。
# 2001年12月4日 # No.2339 # チャーリー #
>節点反力というのはいかなる物なのでしょうか?
英訳すると、reaction force
節点の数値出力を確認されると納得されるかと思います。
>normal contact force ですが、これはforceですからstressではないんですよね?
(contact normal)forceです。
補足ですが、Stressは、ShareとNormalが算出できます。
材力の書籍を参照されては、、、
# 2001年12月4日 # No.2341 # ハッピー #
こんばんは、スレーブ点はともかく、節点反力はかなり初歩的ですヨ。
接触問題では、ある面がある面に接触するという、「接触する面」と「接触される面」の関係があります。MarcではBody番号の大きい方が小さい方に接触します。接触する面の節点がSlave(奴隷)点で、接触される側の面がMaster(主人)面。Slaveは点でMasterは面です。
変形によってSlave点がMaster面上に達したと判断されると、Slave点はそれまで自由に変形していたのが、Master面を突き抜けられないので面上を滑るように動くことになります。これはプログラム的には、Slave点の変位をMaster面内に拘束する処置が取られます。
Slave点はMaster面に押しつけられながら移動しますから、Slave点はMasterからその反力を受けます。この節点反力が接触力を表します。変形が進んで、この反力がゼロ以下になった場合、Master面から「離れる」と判断されて、拘束が解除されます。Slave点は接触している間はMasterの支配を受け、反力が負になると解放されて晴れて自由の身になるわけです。
本来の構造物では、面は連続的=Slave点は無限にあるので接触力ではなく面圧となりますが、FEMでは離散化により節点力で接触判定が為されるわけです。でも、一般的には面圧の方が馴染みやすいので、接触点が分担するエリアを仮定して、節点反力をそのエリアで除して便宜的に面圧とすることが多いようです。
この「接触点が分担するエリア」は単純なロジックで決められるようです。例えばSlave側に面a(1-2-5-4)、面b(2-3-6-5)が辺2-5を共有して隣接していたとすると、各エリアa,bを1/4に分割し、0.25aと0.25を各頂点に割り当てます。
下記のような接触面を想定します。
4---5---6
X---X---X
X-A-X-B-X
X---X---X
1---2---3
即ち、節点1,4の担当面積=0.25a、節点3,6の担当面積=0.25b、そして両エリアにまたがる節点2,5の担当面積=0.25a+0,25b と単純な処理です。
以前、自作ソフトに凝っていたときに、上記処理で担当エリアを求め、Marcから出力されるReactionForceを除して面圧を計算し、Patranで面圧分布を作図していました。
ただ、この処理には明らかな不都合があります。
例えば、節点2,3,6,5は接触していても、節点1,4が浮いている場合、本来の接触エリアは面bのみですが、上記ロジックでは節点2,5の担当エリアに0.25aが含まれているため節点2,5の面圧が過小評価されていまいます。当然、自作ソフトでは、これを回避するロジックを組み込みましたが、ABAQUSはそこまで考えてくれていませんでした。接触領域の端部では面圧にピークが生じるはずなのに? と疑問に感じる答えが出た場合には、この辺に原因があるかも知れません。
#チャーリーさん、ご指摘のように、反力には、面に垂直方向(Normal)の接触反力と接線方向
(Shear)の摩擦力があり、接触の乖離判定は言うまでもなくNormal反力で行います。
ついでに補足。
Masterは面ですので、Slave点の進入を阻止できますが、Slave側は点でバラバラ(?)なので、仮にMaster側の節点が隣あうSlave点の間に進入してきても、悲しいかなこれを阻止できません。結果的に、メッシュがメッシュに食い込むことになって不合理な現象が計算上起こります。この不都合は完全に防ぐことは出来ないわけですが、少しでも抑えるにはどうするか。
これは、想像されるように、Slave点の密度(間隔)をMaster側より密にするのがGood。
つまり、接触する2物体についてメッシュが細かい方をSlave、粗い方をMasterにするのが常套手段。(昔のGap要素を使ってた頃はメッシュを一致させる必要があり、メッシュ切りが大変だったわけですが、逆にこのような不合理は生じなかったんですねぇ)
#解析ソフトはSlave側も「Slave面」と表現していても、内部的にはその面に含まれる節点単位で扱いますから、お間違えなく。
(編集担当：Happy 2002/03/09)
<MentatへのCADデータの取り込みトラブル>
# 2001年10月3日 # No.1971 # ケンジ #
始めまして
MarkでCADで作成したIGESデータをインポートしたんですが、
不要な線を削除すると面が壊れます。
何かよい回避策はないでしょうか
# 2001年10月3日 # No.1973 # チャーリー #
直接MSC(旧Marc)さんに聞かれては?
というのもなんですから、
1.接触対象物の定義に使うということでしょうか?
2.MENTATでのGUIの問題?
どちらでしょうか?
私は、全くMentat使わないので、プリ機能しらないのですが
おそらくMarcユーザーであまり使ってらっしゃる方少ないと思いますので先述の回答になってしまいます。(^^;
# 2001年10月4日 # No.1974 # ハッピー #
私もMENTATは使ってませんが、「線を削除して面が壊れる」ということは
その線は面を構成する必要な線ということでしょうか?
でも、普通、面を構成する線はまず面を削除しないと線を削除できないはずですし。
(MENTATは親子関係を無視して下位のエンティティを削除しちゃう?)
# 2001年10月4日 # No.1978 # りょう #
MARC/MENTAT良く使っている者です.MENTATでSURFACEを定義しているのは基本的に は,POINTになります.
SURFACEにQUADというものがあり,これは単純形状なので,4 つのPOINTで定義できることからも判ると思います.URFACEとSURFCEが交差して出来た境界で新たなSURFACEを作っている場合などに,この境界部分にCURVEが使われてい ます.
この線が消えても,面の曲率事態は変わらないので,CURVEはREMを実行すれば 消えてしまいます.
線を消して面が壊れるということは,その線はその面に必要な線のはずです.最終的にはメッシュを切り解析ができればいいのでしょうから,特に不 要な線があったからといってなんら問題ないのではないかと思うのですが...
その線があることによって,AUTOMESHでMESHが切れないなどの問題が出ているので しょうか?そういうことであれば,また別の操作方法の事になりますので,また質問 を出してみてください.
ほんとIGESでデータのやり取りをすると大変ですよね.
# 2001年10月22日 # No.2081 # ケンジ #
りょうさん、ハッピーさん先日の解答ありがとうございました。
お礼が遅くなって申し訳ないです・・・。
またまた質問なんですが、IGESでインポートしたデータを剛体解析
使用とすると、上手く行きません。
面数は少ないので、MARCで面をはり直すと上手く行くのですが・・。
MARCではMARC内で作成したデータと外部からインポートしたデータ
の解析の仕方は異なるのでしょうか。
素人で申し訳ないですが、よろしくお願いします。
(編集担当：Happy 2001/12/16)