有限要素法のフリーのソフトウエア を試す

CAEで使われるフリーの有限要素法(FEM)ソフトウエアであるCalculixやOpenfoamを使ってみようとチャレンジしてたその足跡を残す。。。ついでに他のフリーソフトや商用ソフトの無償版にも手を出してみる。

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CALCULIXで固有値解析(固有モード解析)の方法を調べる


さて、Calculix固有値解析を行う方法を調べてみようとしたわけだが、
動解析マニュアルなんていうものはないので、手当たり次第にマニュアル例題を読んでみた。

すると、
*FREQUENCY

というコマンドが固有値解析を行うもののようだ。

(そういえばABAQUSもそんな命令だったような。。。)

ccxのマニュアルのINPUT DECK FORMATの*FREQUENCYをみてみると、使い方とサンプルデータ名が出ていた。

そのサンプルデータである、

C:\Program Files\CalculiX\ccx_1.7\test (デフォルトでインストールした場合)
の下にある、

beam8f,inp

を実行してみた。




***これはフリー有限要素法ソフトウエアCalculixについての説明です。ABAQUSコマンドの説明ではありません***

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  1. 2008/07/02(水) 21:48:25|
  2. Calculix振動解析(固有値、時刻歴、周波数応答)
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Calculixj固有値解析例題の結果


ccxコマンドで計算すると、いろいろメッセージは出てきたが、計算は一瞬で終わった。

.datファイルを開いてみると、このモデル(はりモデル)の固有値と固有周波数の値の計算結果が出ていた。


E I G E N V A L U E O U T P U T

MODE NO EIGENVALUE FREQUENCY
(RAD/TIME) (CYCLES/TIME)

1 0.7516229E+10 0.8669619E+05 0.1379813E+05
2 0.1555860E+11 0.1247341E+06 0.1985205E+05
3 0.2613046E+12 0.5111796E+06 0.8135676E+05
4 0.3112144E+12 0.5578659E+06 0.8878712E+05
5 0.4728904E+12 0.6876702E+06 0.1094461E+06
6 0.1054103E+13 0.1026695E+07 0.1634036E+06
7 0.1760191E+13 0.1326722E+07 0.2111543E+06
8 0.2810824E+13 0.1676551E+07 0.2668314E+06
9 0.2828600E+13 0.1681844E+07 0.2676738E+06
10 0.5698361E+13 0.2387124E+07 0.3799226E+06

次にcgxを立ち上げて計算結果を見てみる。

見たい固有周波数を、左クリックメニュー→DATA SETSから選択し、

つづいて、左クリックメニュー→ANIMATEを選択すると、振動モードのアニメーションを見ることができる。

1次の固有振動モード

クリックすると大きくなります。


この例題に沿って、データを作れば、固有値解析はできそうである。

次回からはシェル要素の平板の固有値解析データを作ってみたい。

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  1. 2008/07/06(日) 22:43:35|
  2. Calculix振動解析(固有値、時刻歴、周波数応答)
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平板の固有値解析(問題設定)


今回から、平板の固有値解析のシミュレーションを行ってみたい。

以下の形状、物性値の平板の固有振動数、固有モード形状をシミュレーションしてみる。

vib2-形状

クリックすると大きくなります。

要素は2次のシェル要素を使ってみる。

要素分割は10x10要素とする。

拘束条件は、今回は設定しない。

振動解析の専門家はご存知だと思うが、完全な拘束条件が必ず必要な静解析とは異なり、固有値解析は拘束条件がなくても(もしくは不完全でも)解くことができる。

拘束条件がない、もしくは不完全な場合、最大6つの剛体モードと呼ばれる固有振動数0のモードが得られる。

(ちなみに、これを逆に利用して、静解析の拘束条件のチェックもできる)

固有値解析の詳しい説明は別の機会にするとして、今回はきちんと剛体モードが出てくるかも確認したい。

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  1. 2008/07/07(月) 21:13:20|
  2. Calculix振動解析(固有値、時刻歴、周波数応答)
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平板固有値解析のメッシュデータを作成する


cgxを使って、平板のメッシュデータを作成する。

cgxを立ち上げ以下の用の操作すればデータを作成できる(はず)。

-------------------------------
pnt p1 0 0 0
pnt p2 0 10 0

plot pa all
[枠外左クリックメニューからFrameを選択して、適当に座標をまわせば、点p1,p2がでてくるはず]
qlin
[rでカーソルの大きさを設定して、p1をカーソール内にいれる]
b
[p2を選択]
g
q
plus la all
[直線L001ができた筈]
qadd se1
a
[rでカーソルの大きさを設定して、L001をカーソール内にいれる]
l
q
swep se1 se2 tra 10 0 0
plus sa all
[平面A001ができた筈]
qdiv
[rでカーソルを大きくしてもよい]
[L001だけにカーソルがかかるようにして]
20 [20の前にスペースを入れる!]
[同様にL002,L003,L004に対して繰り返す]
q
plot ld all
[以下のように各辺20分割されるはず-2次要素なので要素分割数は半分になる]
分割数指定

クリックすると大きくなります。

elty all qu8
mesh all
plot e all
[左クリックメニュー→Viewing→Fill,左クリックメニュー→Viewing→Toggle Element Edgesで以下のようになるはずです]
平板モデル

クリックすると大きくなります

send all fbd
send all frd
send all abq

-------------------------------

拘束条件、荷重条件は不要なので、メッシュデータファイル(all.msh)のみできればよい。


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  1. 2008/07/08(火) 21:28:35|
  2. Calculix振動解析(固有値、時刻歴、周波数応答)
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Calculix 固有値解析の入力ファイル設定

メッシュができたので、inpファイルの作成を行う。

固有値解析に必要な入力は

*FREQUENCY

である。

さしあたり、*FREQUENCYの次の行に、何次の固有値まで必要かを入力すれば計算してくれる。

今回は拘束条件なしの解析なので、6次までは剛体モードになるはずである。

よって、板が変形する振動モードを見たいのであればそれより大きい次数までを指定しなくてならないので、15次まで求めることにする。

あとは、荷重条件が不要なのと、材料物性として質量密度を入力する必要がある。

応力の出力指定もできるが、固有値解析では応力結果にあまり意味はない。

入力ファイルは以下のとおり

*INCLUDE, INPUT=all.msh
*MATERIAL, Name=steel
*ELASTIC
21000, 0.3
*DENSITY
7.8E-9
*SHELL SECTION,MATERIAL=steel,ELSET=Eall
0.1
*STEP
*FREQUENCY
15
*NODE PRINT, FREQUENCY=0
*NODE FILE
U
*END STEP

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  1. 2008/07/09(水) 20:52:38|
  2. Calculix振動解析(固有値、時刻歴、周波数応答)
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固有値解析の結果


ccxコマンドで入力ファイルを指定し、ソルバーを起動して計算をする。

計算は割りとすぐ完了した。

datファイルで固有値の結果を確認してみると、


E I G E N V A L U E O U T P U T

MODE NO EIGENVALUE FREQUENCY
(RAD/TIME) (CYCLES/TIME)

1 0.0000000E+00 0.0000000E+00 0.0000000E+00
2 0.0000000E+00 0.0000000E+00 0.0000000E+00
3 0.0000000E+00 0.0000000E+00 0.0000000E+00
4 0.5420128E-01 0.2328117E+00 0.3705313E-01
5 0.9789792E-01 0.3128864E+00 0.4979742E-01
6 0.1115154E+00 0.3339392E+00 0.5314807E-01
7 0.4477481E+08 0.6691398E+04 0.1064969E+04
8 0.9544036E+08 0.9769358E+04 0.1554842E+04
9 0.1471090E+09 0.1212885E+05 0.1930367E+04
10 0.3005558E+09 0.1733654E+05 0.2759197E+04
11 0.3005558E+09 0.1733654E+05 0.2759197E+04
12 0.9573917E+09 0.3094175E+05 0.4924532E+04
13 0.9573917E+09 0.3094175E+05 0.4924532E+04
14 0.1009614E+10 0.3177442E+05 0.5057056E+04
15 0.1212786E+10 0.3482508E+05 0.5542584E+04

1次から3次までは完全に0の固有振動数になっているが、4次から6次までは完全に0ではない。

しかし、7次の固有振動数に比べて非常に小さいこと、モード形状を確認してみると剛体移動モード(板が変形せずに移動しているのみ)に見えることから、4次から6次までも剛体モードと判断してよいと思う。

モード6

モード6の変形形状 クリックすると大きくなります。

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  1. 2008/07/10(木) 20:55:03|
  2. Calculix振動解析(固有値、時刻歴、周波数応答)
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Calculix固有値解析の弾性モード


7つ目以降の振動モード、これらは板の(弾性)変形を伴うので弾性モードとも呼ばれるようだ。

Animationを見てみても少しわかりにくいので、z方向変位(面外変位のコンター図で見てみる)

下に7つ目と8つ目の振動モード、つまり1次と2次の弾性モードを示す。

コンター図でもわかりにくいのであるが、4つの辺上の変形をよく見てみると、

7つ目の振動モード(1次の弾性モード)は振動の波長が1辺の2倍の振動、つまり片持ち梁の1次の振動モードと同じようなモード、

8つ目の振動モード(2次の弾性モード)は振動の波長が1辺の長さと同じ、つまり両端支持張りの1次の振動モードと同じような振動モードであるようだ。

平板モード1

1次の弾性モード

平板モード2

2次の弾性モード

この解析が正しいかどうかは、試験もしくは他のソルバーと比較する必要があるが、それは機会があれば行うこととして、とりあえず今回はそれらしい結果が確認できた、ということにしよう。。。

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  1. 2008/07/13(日) 23:58:13|
  2. Calculix振動解析(固有値、時刻歴、周波数応答)
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Calculixで周波数応答解析


今回からは周波数応答解析。

Calculixのマニュアルでは、Steady-state dynamics(定常動的)解析と書いてあり、ABAQUSのパンフレットでもそう呼んでいます。

ただ私個人の感覚としては、周波数応答解析の方がピンと来るので、このブログの中ではそう書きます。

ちなみに、私が使ったことがある有名ソルバーでは、
Nastran-周波数応答解析(Frequency Response)
ABAQUS-定常動的解析(Frequency Response)
ANSYS-周波数応答解析(Harmonic Response)

と、ソルバーごとに日本語か英語の名前が異なっていますが、基本的には同じ解析です。

さて、どのような解析かご存じない方のために、簡単に説明すると、

-入力荷重:時間的に周期的な振動荷重(基本的にはサイン波)

を与えたときにどれくらいの

-応答の大きさ:応力、変位など‐これもサイン波の応答が出てくる。

が出てくるのかを、

-縦軸応答、横軸周波数

で表すためのシミュレーションである。

つまり、このシミュレーションを行うと、どの周波数の振動に対して応答が大きいかを知ることができます。
(位相差-荷重の振動波に比べてどれくらい遅れて振動の波が伝わっているかもわかる)

誤解を恐れずいえば、振動試験の結果で横軸周波数、縦軸応答(変位、加速度など)のグラフがよく示されますが、それをシミュレーションできると考えればよいです。

あと、いろいろ細かいことがありますが、説明すると長くなるので、とりあえずここまでわかればよいです。


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  1. 2008/07/14(月) 22:16:08|
  2. Calculix振動解析(固有値、時刻歴、周波数応答)
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Calculixで周波数応答解析の前に


さて、もう一点周波数応答解析について解説を。

有限要素法なので、当然方程式(運動方程式)をマトリックスで解くのですが、
ひとつの周波数について一回の計算を行い、結果も一つ出てきます。

何がいいたいかというと、時間に依存する荷重をかけても、ある時間毎の結果が出てくるわけではないのです。

入力も出力も周期的な振動になるので、最大振幅と位相角、もしくは複素数の解(実部変位と虚部変位)が出てきます。

ここは振動現象を把握する基礎なのですが、詳細は振動の本にたいていのっているとおもいますので、省略。

周波数応答解析の結果も、最大振幅と位相角もしくは複素数の形で結果が出てきます。


もうひとつは、これはCalculixの機能に関することですが、Calculixでは周波数応答解析はモーダル法の解法しかサポートしていません。

直接法は機能としてないので、周波数応答解析を行う際は必ず固有値解析を行う必要があります。

直接法とモーダル法がどう違うかはまた長くなるので、ここでは省略。

また跡で説明する機会があるでしょう。

次回は例題を行ってみます。


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  1. 2008/07/17(木) 01:51:13|
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周波数応答解析の入力設定(前編)

さて、周波数応答解析の入力データだが、オプションがいろいろありすべてを説明、確認、検討すると、1ヶ月ぐらいかかりそうです。。。

そこで、今回は基本的な設定だけ行い、まずは動けばOKというレベルでやってみようと思います。

Calculixのサンプルデータbeamdy8.inpを実行して、上手く行ったら少し設定を変更して機能確認してみます。

beamdy8.inpはWindows版をデフォルトでインストールした場合、
C:\Program Files\CalculiX\ccx_1.7\test
にあると思います。

beamdy8.inpを最初から見ていくと、メッシュデータ、節点セット、境界条件、要素セット、材料定義の順に並んでいます。

なお動解析なので、質量密度の入力が必須です。
(静解析ばかりやっているとよく忘れてしまうのだが)

周波数応答入力ファイル
beamdy8.inpの後半部分 クリックすると大きくなります

まずは、一つ目の*STEP入力の後を見てみると、*FREQUENCY入力で固有値解析を実施しています。

求める固有値の数と周波数範囲ですが、後で行う周波数応答解析で応答を求める最大の周波数以下の固有値はすべて含むように設定しなければなりません。

つまり、10000Hzの周波数応答を求めるのであれば、少なくても10000Hz以下の固有周波数すべてを最初の固有値解析で求めておかなくてはなりません。

できれば求める周波数の2倍から10倍くらいの固有周波数を求めれば万全です。

(理由を書き出すとこれもまた長くなりそうなので、別の機会に。。。)

*FREQUENCY入力はオプションで
STRAGE=YES
を指定します。

このオプションで固有値解析の結果を周波数応答解析へ送るようです。

つづく。。。


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  1. 2008/07/17(木) 23:18:00|
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周波数応答解析の入力設定(後編)

*FREQUENCYの設定が終わったら、*END STEPで固有値解析を終了させます。

次のステップで*STEADY STATE DYNAMICSで周波数応答解析の設定を行います。

入力は
*STEADY STATE DYNAMICS
(最小周波数),(最大周波数),(応答を求めるデータ数のパラメータ),(バイアス)

応答を求める最小周波数、最大周波数はの意味はよくわかるのですが、

3つ目のパラメータがややこしいのです。

単純にデータの個数ではなく、最少周波数、最大周波数と固有値周波数の間のデータの数を指定するパラメータと説明すればわかりやすいかもしれません。。

4つ目のパラメータであるバイアスが1の時、最小周波数が1000Hz、最大周波数が2000Hz、その間に固有周波数が1つあってそれが1800Hzだとします。

ここで
(応答を求めるデータ数のパラメータ)に2を指定すると、
1000Hz,1800Hz,2000Hz
の応答を計算してくれます。

(応答を求めるデータ数のパラメータ)に3を指定すると、
1000Hz,1400Hz,1800Hz,1900Hz,2000Hz
の応答を計算してくれます。

4つ目のパラメータであるバイアスは1のとき求める周波数が、最大周波数、最小周波数、固有周波数の間で等間隔になり、1以外の数を指定すると、間隔に偏りが出ます(ただし、間隔に計算する周波数が2つ以上なければなりません)

実際にどうなるかは、例題のデータを代えて確認していこうと思います。

あとは減衰の入力を*MODAL DAMPINGで設定します。

固有周波数では減衰がないと理論上は無限大の応答を示しますので、入れた方がよいのですが、減衰の定義を説明するとまた長くなりますので、別の機会に行いたいと思います。

最後に荷重を入れます。

荷重も細かいことを言い出すと、いろいろあるのですが、例題の通り

*CLOAD
100,1,100.

で設定すると、
節点100のx方向に振幅の半値が100の荷重、つまり100から-100までで振動する荷重
が入力されます。

最後に、周波数応答は実部と虚部か最大値と位相角かの2種類結果を示す方法があり、frdファイルヘの出力はどちらにするか選べます。

最大値と位相角にしたい時は、例題のとおり
*NODE FILE
PU
と設定します。

以上で、とりあえず入力ファイルの設定は確認したので、実際に計算して結果を見て見ます。

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  1. 2008/07/19(土) 23:41:58|
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Calculix周波数応答解析の結果(テキスト出力)

入力ファイルをccxコマンドで計算してみました。

まずテキストファイルである.datファイルの中を見てみます。
周波数応答の結果.datファイル
クリックすると大きくなります。

まず、固有値解析の結果が示されています。

次に周波数応答解析の変位結果が示されています。

出力されている結果は節点番号100の変位です。

静解析と異なるのは、変位がひとつの周波数につき2回出力されていることです。

これは、周波数応答解析の結果の実部と虚部を表しています。

変位の最大値は

SQRT((実部)^2+(虚部)^2)
(SQRTは平方根)

で計算することができます。

CalculixはCGX用の結果ファイルである
*NODE FILE
では、最大値-位相の結果を出力できるのですが、テキスト出力である
*NODE PRINT
では、最大値-位相の結果を出力できないようです。

よって、最大値がほしい場合は自分で計算するしかありません。

EXCELを使って、周波数とx方向変位との最大値の関係をグラフにすると、
周波数応答グラフ
クリックすると大きくなります。

1次の固有周波数13096Hzあたりで、変位が最大になっているのがわかります。

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  1. 2008/07/21(月) 22:36:42|
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Calculix周波数応答解析の結果(cgx出力)


今度はcgxで結果を見て見ます。

*NODE FILE
PU

を指定したので、最大値-位相角の結果が出てくるはずです。

cgxをfrdファイルを指定して立ち上げます。

その後
DATASETS→1DISP120000
を選択し、

DARASETS→Entity→1MAG1
を選択すると、x方向変位の最大値のコンター図が出てきます。
最大値12000Hz
クリックすると大きくなります

また、
DARASETS→Entity→4PHA1
を選択すると、x方向変位の位相角がコンター図として出てきます。
位相角12000Hz
クリックすると大きくなります。

前回テキスト出力をした節点100ははりの先端の変位なので、x方向は最大値コンター図の最大値になるはずです。

節点100の実部、虚部から12000Hz時の最大値を計算すると
sqrt((3.5026E+00)^2+(-1.2091E+00)^2)
=3.705418947

で、確かにコンター図の最大値と一致しています。

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  1. 2008/07/22(火) 23:47:43|
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*STEADY STATE DYNAMICSのパラメータについて見てみる


さて、今回は周波数応答解析の*STEADY STATE DYNAMICS入力を少し見てみます。

周波数範囲を12000Hzから24000Hz(2つ目の固有周波数も含まれるようにした)にして、

3つ目の入力である分割数パラメータを5、4つ目の入力であるバイアスを1にして計算します。

節点100の周波数-応答(X方向最大変位)は、以下のグラフのようになります。

丸印は求めた周波数、赤い縦線は固有周波数をあらわします。
周波数応答曲線その1
クリックすると大きくなります

下限値と1次の固有周波数の間、1次固有周波数と2次の固有周波数の間、2次の固有周波数と上限値の間に3点ずつ均等間隔で点があることがわかります。

つまり、上下限値と固有周波数を含めれば固有周波数の間に5つ計算する、ということです。

次に分割パラメータを10にしてバイアスを3にします。

周波数応答曲線その2
クリックすると大きくなります

上下限値と固有周波数付近で分割が細かくなっているのがわかります。

固有周波数付近の応答が重要になることが多いので、このパラメータも有用だと思います。

なお、2次の固有周波数でピークが出ないのは、2次の固有モードがy方向への変形モードであるので、x方向の荷重には反応しないからです。

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  1. 2008/07/23(水) 22:29:51|
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周波数応答の減衰について

周波数応答編の最後に、減衰について述べたいと思います。

FEMシミュレーション屋さんにとって、減衰は難解な存在です。

という私も100%わかっているという自信がありません。

ということで、詳しくは専門書などを参考に確認してください。。。

ということで、ここでは簡単に説明いたします。


Calculix周波数応答で取り扱うことのできる減衰は粘性減衰で、Raleigh減衰を仮定しています。

粘性減衰とは速度に比例する減衰です。

粘性減衰を考慮するとFEMの方程式は

{F}=[M]{a]+[B]{v}+[K]{d}

となります。

ここで{F},{a},{v}{d}は力、加速度、速度、変位のベクトル、[M],[B],[K]は質量、減衰、剛性のマトリックスです。

このマトリックスを作らないとならないのですが、[M]と[K]は物性値(ヤング率や密度など)と形状がわかれば作ることができます。

問題は[B]をどう作るかなのですが、

[B]=α[M]+β[K]

の仮定でで作ってしまえ、(α、βは定数)というのがRaleigh減衰です。

ちなみにRaleighの日本語表記はレーレーだったり、レーリーだったり、レイリーだったり、大学教授など専門家の間でも分かれているようです。
(検索するときのご参考までに)


Calculixの*MODAL DAMPING入力では、このαとβを入力できます。

フォーマットは

*MODAL DAMPING
,,(αの値),(βの値)

となります。
(2行目の1カラム目と2カラム目の入力は無効です)

ここまでの話は、私も何とかついていけるのですが、このαとβが実際どのように振動の挙動と関連してくるかとなると、話がややこしくなります。

実はこのαとβの値はどの固有振動モードが支配的な振動をしているかによって、減衰の”効き”が変わってくるのです。

どうしてか、ということを書き出すと長くなるので、また別の機会にします。

とりあえず、αの値を小さくすると減衰が小さくなり、応答は大きくなるはずです。

beamdy8.inpの例題のαの値を100にして計算し、元の値5000の結果と比較してみると、減衰が効いているのがわかります。

減衰を変えたときの周波数応答
クリックすると大きくなります。

実際試験では減衰比や減衰係数が求められ、それをどうシミュレーションに反映させるかというのが問題なる事が多いのですが、それもまた別の機会にしたいと思います。



***これはフリー有限要素法ソフトウエアCalculixについての説明です。ABAQUSコマンドの説明ではありません***

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  1. 2008/07/24(木) 22:32:04|
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Calculixで時刻歴応答解析

今回からは時刻歴応答解析を試してみます。

FEMソフトによっては過渡応答解析と呼ぶ場合もありますが、同じ計算です。

周波数応答解析では動的応答の定常状態を周波数ごとに求めていくものでした。

過渡応答解析は時間毎の応答、つまり何秒後にこんな変形になりますよ、というのを計算してくれます。

よって、周波数応答よりは直感的にとらえやすいです。

適用範囲は地震での建物の応答から、自動車の衝突シミュレーションまで可能です。

Calculixで解析できる種類は、WEBのOver Viewによると

線形-モーダル時刻歴解析

非線形-陰解法
陽解法

とかいてあります。

非線形機能はまた後で確認していきたいと思うのですが、

非線形解析は線形解析を含むので、まずは陰解法で線形で(いわゆる直接法で)解析を行ってみたいと思います。

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  1. 2008/07/25(金) 21:28:04|
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Calculix時刻歴応答解析の例題


まずは、Calculixの入力サンプルファイルから、陰解法で直接法の例題を探してみると、

beamnldy.inp

というのを見つけました。

中身はあとで細かく見ることにして、まずは計算してみましょう。

ccx beamnldy

エラー出力もなく計算は終わるはずです。

結果を見てみると

時刻歴応答例題
クリックすると大きくなります。

最終時刻の結果のみ出力されて、これでは動解析の結果か静解析の結果かわかりません。。。

しかし、データは問題なく計算できることから、このファイルをてがかりに入力ファイルの作成ができそうです。


***これはフリー有限要素法ソフトウエアCalculixについての説明です。ABAQUSコマンドの説明ではありません***

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  1. 2008/07/27(日) 22:41:01|
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Calculix時刻歴応答解析の例題を作る

今回は自分で例題を作ってみます。

モデルは断面が1x1、長さ20のはりとします。

両端下部は完全固定(両端支持はりではない)とします。

中央からずれた位置に荷重を三角波で入力するとします。

時刻歴解析モデル
クリックすると大きくなります。

材料物性値は、ヤング率は210000、ポアソン比0.3、密度は7800E-12とします。

このような条件でモデルを作って見ます。


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  1. 2008/07/28(月) 21:25:56|
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Calculix時刻歴応答解析の入力設定

有限要素法時刻歴解析を直接法で行う場合に、入力で最低限必要なのは、メッシュデータ、材料物性値の他に、

解析の設定-解析時間、解析ステップ時間間隔
時間依存の荷重

の2点です。

このうち、解析の設定は

*DYNAMIC

で行います。

フォーマットは

*DYNAMIC(オプション)
(解析ステップ時間間隔),(解析時間),(最小解析ステップ間隔),(最大解析ステップ間隔)

まず、オプションですが、
DIRECT-解析ステップ時間間隔を固定して、解析を行う。
よって、DIRECTを指定した場合は、(最小解析ステップ間隔),(最大解析ステップ間隔)は無視されるようです。

EXPLICIT-陽解法で計算する。

あと、計算アルゴリズムと数値的減衰に関するオプションもありますが、これらはデフォルトを使います。

2行目ですが、
解析ステップ時間間隔-計算する間隔をどれくらいの時間にするかというのを決めます。
ここでの時間というのは現実の時間ではなく、シミュレーション上の時間のことです。
DIRECTオプションがある場合は間隔はここの値で固定されますが、ない場合はここの値は初期値で1ステップ目の計算に使われて、その後は自動調整されます。

解析時間-シミュレーション上での解析時間(最終時間)を指定します。

最小解析ステップ間隔,最大解析ステップ間隔-計算する時間間隔は、1ステップ目を計算した後は、それを基準に自動的に増減されますが、その時の最小値(これ以上小さくしないでくれという間隔)と最大値を指定します。

これらのパラメータを入力すれば、解析の設定はOKです。

でもまだ試したわけではないので、これからやってみて確かめます。。。

荷重の設定については次回。

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  1. 2008/07/29(火) 21:18:20|
  2. Calculix振動解析(固有値、時刻歴、周波数応答)
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Calculix時刻歴応答解析の荷重設定


時刻歴解析の荷重設定は、時間と荷重の関係を入れる必要があります。

*Calculixでは時間と荷重*AMPLITUDE入力を使って、時間と荷重の組を入力します。

以下のような荷重を入力するとします。

時間‐荷重曲線
クリックすると大きくなります。

これを*AMPLITUDEで入力するには、(時間)、(荷重)の順に数値を入れていけばよいです。

つまり

*AMPLITUDE,NAME=A1
0.,0.,0.5E-4,1.,1.0E-4,0.,10.E-4,0.,

NAME=で、このデータの名前を適当につけます。

あとは*CLOAD入力を使って、このデータを荷重とします。

*CLOAD,AMPLITUDE=A1
(節点or節点のセット名),(自由度方向),(スケールファクター)

*DLOADをつかって分布荷重をかける場合も同じだと思います。

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  1. 2008/07/31(木) 00:23:47|
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Calculix直接法時刻歴応答解析入力ファイル


入力ファイルですが、とりあえず以下のように作ってみました。

メッシュデータはcgxで作成したものをincldeします。


*INCLUDE, INPUT=all.msh
*INCLUDE, INPUT=fix1.nam
*INCLUDE, INPUT=fix2.nam
*INCLUDE, INPUT=load1.nam
*NSET,NSET=OUT
271
*MATERIAL,NAME=steel
*ELASTIC
210000.0 , .3
*DENSITY
7.8E-9
*SOLID SECTION, Elset=Eall, Material=steel
*BOUNDARY
Nfix1,1,3
Nfix2,1,3
*AMPLITUDE,NAME=A1
0.,0.,0.5E-4,1.,1.0E-4,0.,10.E-4,0.,
*STEP,INC=100000
*DYNAMIC,DIRECT
0.1e-4,5.e-4
*CLOAD,AMPLITUDE=A1
Nload1,2,-1.
*NODE PRINT,NSET=OUT
U
*NODE FILE,NSET=ALL
U
*END STEP

計算結果は次回


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  1. 2008/07/31(木) 23:02:43|
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