<大変形弾塑性解析で、加工硬化化数を誤ると収束しない!>

# 2002年8月10日 # No.3464 # teru #
収束するために必要なステップの増分量が各ステップでの最小増分量より小さくなってしまい、計算が最後まで終わってくれず困っています。
で、レファを見て各ステップでの最小増分量を一番小さな値である(1×10^-19)に設定して計算させたのですがこれでもだめでした。
ここで質問なんですが各ステップでの最小増分量を一番小さな値を設定してうまくまわらなかった場合、解析は無理なんでしょうか?
なんとか計算させたいのですが。

どなたかご存知の方がいらっしゃいましたらどうかヒントか何かご教授いただけないでしょうか
宜しくお願いします。
長文ですみません。


# 2002年8月10日 # No.3465 # よし☆彡 #
そのまま下げても,1×10^-19のように不必要に下げてる場合は時間ばかりロスし無理だと思います.
　その場合は何が原因で増分が下がったか, その原因を調べ,対策します.
しかし,その対策手法が統一されてるわけでないので,実はノウハウということになると思います.
とりあえずモデルがどうであるかは必要ないので, 計算がどのような原因(残差力が規定以下でカットバックしたなど)とその場所を調べてみて下さい.



# 2002年8月10日 # No.3466 # teru #
> そのまま下げても,1×10^-19のように
> 不必要に下げてる場合は時間ばかりロスし
> 無理だと思います.
そうなんですよね。1×10^-19という極端にさげる方法はやたら時間がたってしまいます。
こういったことは知っていたのですが自分の今の知識ではこうするしか方法がなかったんですよね。

> 　その場合は何が原因で増分が下がったか,
> その原因を調べ,対策します.

途中までの解析結果の変位対時間曲線を調べてみましたら計算終了直前あたりから変位(荷重ステップ)が塑性領域にはいります。
つまり塑性領域にちょっと入ってからエラーが出るんですよね～。
もしかしたらこれが原因じゃないかなと思っているのですが。。

> しかし,その対策手法が統一されてるわけでない
> ので,実はノウハウということになると思います.

やっぱりこういった事はノウハウの領域に入ってしまうんですね。
やっぱしノウハウというのはその人が苦労して手に入れるわけですから試行錯誤の繰り返しだと思います。
今の自分はどこの部分を試行錯誤していけば分からなかったものですから困っていました。
そして、条件として増分制御方法は荷重増分法、繰り返し計算方法はニュートンラプソン法で行っています。



# 2002年8月11日 # No.3468 # よし☆彡 #
>そして、条件として増分制御方法は荷重増分法、
>繰り返し計算方法はニュートンラプソン法で行っています。

接線剛性から算出して仮に予測した結果と実際のモデルの結果を比較して許容値以下であれば,仮に予測した結果が等しいということになります.
　このとき比較される対象が幾つかありますが,その比較対象の何かが満足しなかった場合,ニュートン法の収束圏外と判断し,
最小増分を下げてきます.ですから,メッセージにどの節点,要素が原因で下げたか残っていると思いますよ.
　さらに,ニュートン法の場合計算毎に2乗の割合で近似していく手法ですから,メッセージに出た原因の節点がどのように近似していくかによってその対応方法は違ってきます.

難しければ,以下の方法を試してみたら良いかも!

1.　間違った要素の選定をしてないか調べる.(幾何学的非線形に対応した要素か?)
2.　修正ニュートン法から弧長法に変更するか,または荷重制御から変位制御に変更.
3.　塑性された付近のメッシュを粗くするか,不規則なメッシュにする.


# 2002年8月11日 # No.3470 # ハッピー #
収束しにくい場合の現実的問題解決手段として
収束判定を、「節点力判定」から「変位判定」に変えることもあります。


# 2002年8月12日 # No.3478 # teru #
よし☆彡さん,ハッピーさんご教授ありがとうございます。
盆明けにさっそくやってみたいと思います。
でわー。


# 2002年8月19日 # No.3483 # かんきち #
> 途中までの解析結果の変位対時間曲線を調べてみましたら
> 計算終了直前あたりから変位(荷重ステップ)が
> 塑性領域にはいります。つまり塑性領域にちょっと入ってから
> エラーが出るんですよね～。
> もしかしたらこれが原因じゃないかなと思っているのですが。。

材料定義は適切でしょうか?
解析中に材料が完全塑性(剛性ゼロ)になっていたり、硬化係数が応力値より小さくなって、つい合いが得られなくなった可能性もあるかもしれません。
もしそうなら、応力-歪み曲線を拡張するなどで解決(計算)できるかと。。。
見当違いだったらゴメンなさい。



# 2002年8月21日 # No.3497 # teru #
>もしそうなら応力-歪み曲線を拡張するなどで解決(計算)できるかと。。。
>見当違いだったらゴメンなさい。
いえいえ,助けてくださっている方があやまる必要なんてないですよ.
レスありがとうございます.

で,材料定義のほうですが塑性が定義できるshell4Tというのを使用して
使用材料はSUS304で
縦弾性係数 :197000MPa
ポアソン比 :0.3
降伏応力 :290MPa
硬化係数 :100MPa
の線形塑性体として定義しています.

硬化係数の値が不明なのでてきとーに与えています.
(ほんとに100MPaでいいのかなあ～)

ところで「変位増分法」に「変位制御する節点番号」というのがあるのですが、この節点番号はどこの点を指定すればよろしいのでしょうか?
レファレンスを見たのですが詳しくどこどこに指定するといったことは記されていません.
よろしくお願いします.



# 2002年8月21日 # No.3500 # チャーリー #
> 縦弾性係数 :197000MPa
> ポアソン比 :0.3
> 降伏応力 :290MPa
> 硬化係数 :100MPa
> の線形塑性体として定義しています.
> 硬化係数の値が不明なのでてきとーに与えています.
> (ほんとに100MPaでいいのかなあ～)

とりあえず、よさそうなきがしますが
効果係数に関して、最終のendの真ひずみ値の入力する必要かdefault値がありそうな気がします。

もしなければ、
塑性率(塑性の勾配で)入力するので
SS曲線を頭に思い描いて、初期弾性の10%ぐらいで単純計算すると、ここでの硬化係数は、19700ぐらいの値になるのかなー
必ず、自分でベンダーさんに確認してくださいね。

> ところで「変位増分法」に「変位制御する節点番号」というのがあるのですが
> この節点番号はどこの点を指定すればよろしいのでしょうか?

前のlogに戻るのが難しいので、間違えていたらすみません。
境界として与えた荷重の部分を、変位境界として解析してみたらといったことだと思います。
Aba　rogにも関連することです。

他には、hotな話題な、
1.増分(こちょう増分とかRIKS)
2.幾何学非線形
などのオプションを解析入力ファイルに入れる必要がありそうです。
できれば、簡易なモデルで試して応答値を確認しながら行うことをお勧めします。



# 2002年8月22日 # No.3501 # atmori #
> SS曲線を頭に思い描いて、初期弾性の10%ぐらいで単純計算すると
> ここでの硬化係数は、19700ぐらいの値になるのかなー
>
僕の安直な実験器具(単に薄板に重りつけて、変位を計るだけの安直さ(笑))
での経験でも、硬化係数は初期弾性の1%～10%程度です。
だから100MPaは小さすぎるかも。


# 2002年8月25日 # No.3509 # teru #
> > SS曲線を頭に思い描いて、初期弾性の10%ぐらいで単純計算すると
> > ここでの硬化係数は、19700ぐらいの値になるのかなー

硬化係数を19700でやってみたらうまく最後まで計算が回ってくれました.
しかも,試験値と解析結果を比較すると解析結果が試験値の約96%にまでなっていたので良い結果が出ました.
原因は硬化係数が小さすぎたんですね.
レスいただいた方々,本当にありがとうございました.


# 2002年8月26日 # No.3510 # チャーリー #
> 硬化係数を19700でやってみたらうまく最後まで計算が回ってくれました.
> しかも,試験値と解析結果を比較すると解析結果が試験値の約96%にまで
> なっていたので良い結果が出ました.
> 原因は硬化係数が小さすぎたんですね.

大分、文書が途切れていました。
しつこいですが、補足です。(^^;;
SOLVERによって、硬化の入力が異なる場合があります。
真歪-真応力で入れる場合
真歪-塑性域の勾配で入れていく場合
これなどを2直線で近似する場合
n乗硬化　などなど

確認する必要あると思います。

他には、等方、移動硬化などで、周期荷重に対する履歴などとってみると非線形の、妥当性が直感的にわかるような気がします。
(編集担当：Happy 2002/11/16)

<ブーリアン演算?>

# 2002年5月8日 # No.3077 # teru #
ansysのブーリアン演算の引き算で穴を空ける機能なんですが
これと同等の機能をcosmos/mを使用して行いたいです.
もしどなたかcosmos/mをご利用の方でご存知の方いらっしゃいましたらどうぞご教授よろしくお願いします.
付属のpdfをみたのですが見つからなくてどうぞよろしくお願いします.


# 2002年5月9日 # No.3078 # ハッピー #
COSMOS/Mは10年ほど前に使っていただけなのですが
そもそもブーリアン演算の機能が無いということはありません?　Helpで検索しました?
HPを見ると「ボトムアップ・ソリッドモデリング」とありますから、
ひょっとしてプリミティブの積み重ねだけかも知れないと思いつつ...
http://www.cosmosj.com/product/m.htm


# 2002年5月12日 # No.3081 # teru #
help見てみましたが"boolean"と検索してもだめでした。
がんばってモデルを作ってみたいと思います。
レスありがとうございました。


# 2002年5月12日 # No.3082 # ハッピー #
FEMAP、Nastran for Windowsも、標準ではブーリアンは付いてなくてオプションのプロ・モデラーが必要。
あれば勿論便利ですが、無くても工夫次第で結構複雑なモデルが出来ると思います。
(編集担当：Happy 2002/11/09)

<COSMOS/Worksの非定常熱伝導解析スキームは?>

# 2002年2月5日 # No.2735 # yoda #
COSMOS/WORKSの非定常熱伝導解析で,空間軸,時間軸の離散化をどのように計算しているのかご存知の方いらっしゃいますでしょうか?

空間軸は重み付き残差法のガラーキン法で,時間軸はクランク・ニコルソン差分式を用いた差分法で,というあたりが一般的とは思いますが,マニュアルなど見てもそれらしい記述がどこにもなく困っております。

よろしくお願いいたします。


# 2002年2月5日 # No.2736 # よし☆彡 #
空間はガラーキン法でしょうね。時間のクランク・ニコルソンって市販コードではあまり使われてないような気がしますよ。たぶん、レス付かないので直接聞かれた方が良いかもしれませんね。


# 2002年2月7日 # No.2750 # yoda #
よし☆彡さんありがとうございます。クランク・ニコルソンは使わないのですか?　よろしければ,一般的にはどうやって時間を離散化しているのか教えていただけるとありがたいです。
もう一度メーカや販売店にもあたってみます。
使いやすいツールなのですが,どうもブラックボックスが多いようですね。かゆいところに手を届かせるには,自分で書くしかないのでしょうか。


# 2002年2月7日 # No.2754 # よし☆彡 #
クランク・ニコルソンを使ってはいけないと言うより、使った方がより精度が高いことは間違えありません。しかし汎用的なスピードと精度の観点からCOSMOSは一般的な後退オイラーだと想像してますが、cosmosの構造はニューマークβとウイルソンθが扱えたはずなので直接聞かれた方が良いと思います。

空間離散の式は同一時間に成り立つ式なので、それに時間離散の式を代入するだけですよ～
(編集担当：Happy 2002/03/10)

<動的解析に密度は不要?>

# 2002年1月9日 # No.2518 # pihade #
いつも色々と参考にさせていただいています。
cosmos worksのマニュアルの周波数解析の欄に
「質量密度は物性値として必ずしも必要ではない」
というような記述があったのですが、なくても大丈夫なものなのでしょうか。
周波数解析はこれから始めるので知識がなく、疑問に思いました。

例えば、アセンブリモデルなどで、重さの違うものの組み合わせでは、重さによって共振周波数は変わるようなイメージがあるのですが。


# 2002年1月9日 # No.2523 # よし☆彡 #
私も大丈夫でないような気がします。この文章の前になにかキーがあるのではないでしょうか?


# 2002年1月10日 # No.2524 # ハッピー #
アセンブリでなく均質な部品であっても、重さが変わると当然振動特性は変わりますヨ
振動解析で密度は必須です。


# 2002年1月10日 # No.2536 # pihade #
よし☆彡さん、ハッピーさん、お答えありがとうございました。
やはり、質量密度はないと計算できないようですね。
(試しに入力せずに解析を走らせると、エラーで止まりました)

だったら、必要ですって書いてくれればいいように思うんですけどねえ。
(マニュアルには、ライブラリから選択すればそれらの物性値は自動的に利用可能になります、というようなことは書いてありますけど、これも必要ですって意味にはどう解釈してもなりませんし)
紛らわしい書き方ですね。
それとも、読み方がいけないんでしょうかね(苦笑)


# 2002年1月11日 # No.2545 # ハッピー #
> やはり、質量密度はないと計算できないようですね。
> (試しに入力せずに解析を走らせると、エラーで止まりました)
> だったら、必要ですって書いてくれればいいように思うんですけどねえ。
by pihadeさん

「質量密度がないと計算できない」という問題ではないんじゃないかなぁ。
周波数応答ですから運動方程式を解くわけです。質量のない運動方程式はないでしょう?


# 2002年1月11日 # No.2548 # imada #
> 全く質量がなければ、静的構造解析と同じ結果となるはずです(減衰があれば別ですが)。
by 徳永祐一 さん。

え～っと、式としてはそうなるので「直接法」等で時刻歴に解けばそうなるかもしれませんが、ここでは固有値解析をする事を前提としている(と思う)のでやはり質量は必要なのではないでしょうか?
マニュアルはたぶん全然別な事を説明してたのでは?
たとえば密度は自動的にSolidWorksからひきつがれるとか?

「なぜ密度が必要なのか?」ということを考えさせないところは「簡易解析ソフト」
の問題点でもありますね。


# 2002年1月11日 # No.2550 # pihade #
ハッピーさんのおっしゃられる通りですね。
この解析はこういう方程式を使っているんだ、ということを理解できていれば、こんな質問はしなかったのかもしれません。
解析ソフトをツールとしては使えてますけど、理論が全然追い付いてきていないって所を露呈してしまいました(汗)
ただいま勉強中です。

> たとえば密度は自動的にSolidWorksからひきつがれるとか?

Design Spaceはデフォルトの材料が決まっていて、起動の際にこれをしてくれる(ように思っている)んですけどねえ。
(こちらのソフトはまだ触り始めた所なので、全く自信ありません)
COSMOS WORKSではそういうことをしていないように思います。
(編集担当：Happy 2002/03/10)