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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適当なところで妥協してみる


いろいろパラメータ調節して試しましたが、パーフェクトにはなりません。。。

下くらいであれば、まあまあかな、と思うので、とりあえずこれベースで話を進めたいと思います。




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  1. 2009/12/01(火) 23:45:39|
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摩擦を入れて計算してみる


それでは、このモデルに摩擦を入れてみます。

摩擦は、要素ごとに入力するようです。

例えば、

1054 nodes = [49,527,526,47] T = 1.0 Material = ALUMINUM2024T3 NIP = 5 FRICTION = 0.5

という感じです。

これを全ての要素について入力してみます。

動摩擦と静摩擦の区別はつけられないようです。

入力した時としないときで差が出てくるかどうかで検証してみたいと思います。


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  1. 2009/12/02(水) 21:47:56|
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摩擦を入れて計算してみた


摩擦を入れて計算してみました。

とりあえず、以下が結果です。




アニメーションからわかることは、

-アワグラス変形がまたひどくなった。。。
-摩擦の効果があるようには見えない。。。

もう少し分析、調整を続けてみます。。。


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  1. 2009/12/03(木) 23:10:57|
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箱を摩擦させながら動かした時の進行方向のひずみを見てみる


摩擦の設定がある場合の結果と、ない場合の結果を比較してみます。

箱の底面のy方向ひずみを見てみます。

摩擦があれば、箱の底面は摩擦力による力を受けるので、変形するはずです。


move-plate10
クリックすると大きくなります。

黒線が摩擦有の場合、水色が摩擦なしの場合です。。。。

水色がなぜ、いったん大きくなるのか、など、なぞはいろいろおおいのですが、

横に滑り出す時刻(0.8s後)前後で、ひずみの値に大きな変動がない、ということを考えると、

うまく動作してない可能性が高いです。。。。


なかなか手ごわいですね。。。


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  1. 2009/12/06(日) 21:10:53|
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もう一度接触を考え直してみる

最初からアワグラス変形するのはどうしておかしいと思うので、もう一度接触のところを見直してみたいと思います。

逆の上方向に移動しても、アワグラス変形が発生しないので。。。

最初から接触しているのが悪さしているような気もしますので、それを確認してみます。


節点の位置を移動させてもよいのですが、モデルを作り直しのが面倒なので、箱と板の板厚を半分にします。

以下のように板厚を0.5にして計算します。

654 nodes = [242,218,216,241] T = 0.5 Material = ALUMINUM2024T3 NIP = 5 FRICTION=0.5

これで少し離れたとこから衝突して移動させることができます。



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  1. 2009/12/07(月) 23:33:15|
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板厚を薄くして計算してみた結果

板厚を薄くしてみて計算した結果です。

ちなみに動画キャプチャソフトを変更しました。

http://www.bbflashback.jp/download

特にフルスクリーンにしてHQでみると、以前よりはきれいな動画になっていると思います。



結果ですが、箱のアワグラス変形はほとんどなくなりました。

板のアワグラス変形が大きく、途中で計算が終わってしまっていますが、これは箱の上下方向の移動量を調整して、板の変異を減らせば改善できると思っています。


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  1. 2009/12/08(火) 23:53:28|
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z方向の移動量を減らして少し修正してみました


昨日のモデルのz方向移動量を減らして、調整してみました。



板、箱ともアワグラス変形はほとんど起きていません。

板が若干動いているのがよーく見るとわかります。。。

よって接触はしているようです。

やっと、摩擦を検証するモデルにたどり着きつつあるようです。(道のり、なが・・・)


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  1. 2009/12/10(木) 23:56:55|
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摩擦有と摩擦なしを比較してみる


前回のシミュレーションは摩擦を入れた場合のものだったので、

今日は摩擦なしの場合を計算してみます。



見た目の変形では違いがわかりませんね。

次回実際にひずみデータをみてみたいと思います。


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  1. 2009/12/13(日) 23:45:43|
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摩擦ありと摩擦なしを比較してみる その2


摩擦ありと摩擦なしのシミュレーションの比較の続きです。

箱の底面(摩擦面)のy方向(面内進行方向)のひずみを見てみます。

摩擦なし
moveplate11
クリックすると大きくなります

摩擦あり
moveplate12
クリックすると大きくなります。

振動の最大値は摩擦ありが大きいです。

振動している間の振幅の平均(中心)も直感的には摩擦あるの方が大きそうです。(数学的にデータしょりしたわけではありませんが。)

時間的に最後の部分の、振幅が落ち着いてきているところのひずみの値も摩擦ありの方が大きいような感じです。

摩擦ありの方が大きいような感じがしますが、まだ少し釈然としないので、もう少しデータを観察してみます。


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  1. 2009/12/14(月) 23:53:53|
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摩擦が効いているか検討してみる

摩擦が効いているかどうかを確認するにはどうしたらよいでしょうか。。。

まずは、単純に変形をみてみたいと思います。

私の単純な頭で考えると、以下のように変形の違いがあるはずです。

moveplate12
クリックすると大きくなります。

ただし、接触時のノイズのような変形等によって明確に出てこない可能性もあります。

まあ、とにかく次回見てみようと思います。


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  1. 2009/12/15(火) 23:43:32|
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変形量を見てみたが


早速、昨日図で示した変形量を見てみました。

下のグラフは、箱の下面の節点と、上面の節点のy方向の移動と時間の結果を示したものです。

摩擦ありの場合です。

moveplate14
クリックすると大きくなります。

摩擦によって引きづられる分、箱下面の変位が遅れて出ることをもくろんだのですが、

上面の節点と下面の節点2つの線が重なり合ってひとつの線にしか見えません。

よって、下面の節点と上面の節点がほぼ同じ変位で移動していて、

摩擦によって引きづられる効果が出ていない、ということのようで、

もくろみは失敗したということのようです。。。。えぇ



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  1. 2009/12/16(水) 23:46:54|
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摩擦係数を大きくしてみる


コメントにもありましたが、摩擦係数を大きくしてみました。

0.5から1.0に変化させて見ましたが、

moveplate15
moveplate15
クリックすると大きくなります

やはり差がありません。

さらに摩擦係数を大きくしてみたいと思います。

(シミュレーションは現実的でない値が入れられますので。。。ー∀ー ;


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  1. 2009/12/17(木) 23:42:29|
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摩擦係数をかなり大きくしてみた。


それでは、摩擦係数を100にして計算してみました。

垂直荷重より摩擦力が大きくなってしまいますが。。。

計算してみると、途中で計算が終わってしまいました。

moveplate16

また途中で要素が破綻してしまっています。。。

要素が破綻する場合は、急に強い力がかかり、大きなひずみが発生した時が多いので、

摩擦係数が1の時より大きな荷重がかかかっている可能性が高く、摩擦力は働いている可能性も高いといえます。


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  1. 2009/12/20(日) 23:30:13|
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板の動きを止めてみる


さて、収束させるために手を考えて見ます。

まず、床板の動きが不安定に見えるので、それを完全に固定してして計算をして見ます。




計算してみました

moveplate17

0.75後、つまり箱が床に接触した直後に計算が止まってしまいました。。。

なかなかうまくいきませんのう。。。寝る


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  1. 2009/12/21(月) 22:25:30|
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本日のシミュレーション計算報告


いろいろ条件を変えてやってみました。

床板固定、摩擦係数8.0-箱が接触した地点で計算停止
床板固定、摩擦係数0.8-箱が接触した地点で計算停止
床板固定、摩擦係数0.5-箱が接触した地点で計算停止
床板固定、摩擦係数なし-箱が接触した地点で計算停止

そうか、床板を全面固定してしまうと、摩擦関係なしに発散してしまうのね。。。

なぜか、ということを考えだすとはまるので(過去の経験から)、とりあえず次回は材料のヤング率を調整してみます。。。


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  1. 2009/12/23(水) 22:37:23|
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