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。

スポンサーサイト

上記の広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。
新しい記事を書く事で広告が消せます。
  1. --/--/--(--) --:--:--|
  2. スポンサー広告

ABAQUS CAE モーダル過渡応答解析荷重の設定

次に荷重の設定です。

これも直接法過渡解析と同じです

まずは荷重の時間変化を定義します。

ds357

Step2の中で荷重を定義します。

集中力をコーナーに定義します

ds358
ds359

荷重がかかる方向を指定します。

ds360

これで荷重の設定は完了です。


もしよかったらクリックしてください。順位が上がります。。。

にほんブログ村 科学ブログ 技術・工学へ
にほんブログ村

↓tsunodakoのつぶやき
tsunodakoをフォローしましょう

スポンサーサイト

テーマ:自然科学 - ジャンル:学問・文化・芸術

  1. 2012/03/04(日) 23:34:03|
  2. 解析講座
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:0

ABAQUS CAE モーダル法過渡応答解析の結果出力の設定

最後に出力設定を少し変更しておきます。

STEP2の出力設定を1インクリメントごとにしておきましょう。

デフォルトの10インクリメントごとだと、1周期に1,2点の結果出力になるので、グラフががたがたしてしまいます。。。

ds361


これでセッティングは完了です。

次回計算してみます。


もしよかったらクリックしてください。順位が上がります。。。

にほんブログ村 科学ブログ 技術・工学へ
にほんブログ村

↓tsunodakoのつぶやき
tsunodakoをフォローしましょう

テーマ:自然科学 - ジャンル:学問・文化・芸術

  1. 2012/03/05(月) 23:00:40|
  2. 解析講座
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:0

ABAQUS モーダル法過渡応答解析 結果アニメーション


それでは、計算結果を見てみます。

アニメーションで見てみると



梁の端の変位をグラフにしますが、過渡応答のSTEP2だけ選択しておく必要があります。

まず、ツール→XYデータ→作成で、出てくるウインドウ

ds362

ここで、右上の有効なステップ/フレームを押します。

ds363


ステップ1にもチェックがついていますので、それを上図のように外せば準備完了です。


もしよかったらクリックしてください。順位が上がります。。。

にほんブログ村 科学ブログ 技術・工学へ
にほんブログ村

↓tsunodakoのつぶやき
tsunodakoをフォローしましょう

テーマ:自然科学 - ジャンル:学問・文化・芸術

  1. 2012/03/06(火) 23:27:30|
  2. 解析講座
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:0

ABAQUS CAE モーダル法過渡応答解析の結果(時間-変位曲線)

ではモーダル法過渡応答で計算した結果を見てみましょう。


ds364

ちなみに直接法の結果は、以下の通り。
ds365

モーダル法と直接法はほとんど変わらない結果となっています。


もしよかったらクリックしてください。順位が上がります。。。

にほんブログ村 科学ブログ 技術・工学へ
にほんブログ村

↓tsunodakoのつぶやき
tsunodakoをフォローしましょう

テーマ:自然科学 - ジャンル:学問・文化・芸術

  1. 2012/03/07(水) 22:30:33|
  2. 解析講座
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:0

ABAQUS CAE モーダル減衰の入力

次に減衰を入れてみましょう。

入力は、まず前回まで説明した通りのモーダル過渡応答解析の入力をします。

そして過渡応答のステップ(STEP2)を右クリックして、ステップの編集で減衰タブを選択します。

CalculiXで入力したとおり、使用モード-数と臨界減衰比を入力します。

ds366

あとは、前回同様そのままで計算します。

結果を見てみると減衰が現れているのでわかります。

ds367


もしよかったらクリックしてください。順位が上がります。。。

にほんブログ村 科学ブログ 技術・工学へ
にほんブログ村

↓tsunodakoのつぶやき
tsunodakoをフォローしましょう

テーマ:自然科学 - ジャンル:学問・文化・芸術

  1. 2012/03/08(木) 23:09:20|
  2. 解析講座
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:0

Femap with NX Nastranでのモーダル法過渡応答解析 

さて、今回からはFEMAP with NX-Nastranのモーダル法過渡応答解析の設定の説明をします。

とはいっても、モーダル法過渡応答に関連するところのみですので、モデル形状の作成やメッシュ作成、要素特性、材料の割り当てなどは、マニュアルなど参照にしてください(^^;)

モデル作成して、境界条件、荷重条件を与えたところまでです。

ds368


節点限定版を使っているので、メッシュは粗めです。。。


もしよかったらクリックしてください。順位が上がります。。。

にほんブログ村 科学ブログ 技術・工学へ
にほんブログ村

↓tsunodakoのつぶやき
tsunodakoをフォローしましょう

テーマ:自然科学 - ジャンル:学問・文化・芸術

  1. 2012/03/11(日) 21:51:59|
  2. 解析講座
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:0

Femap with NX Nastranでのモーダル過渡応答解析 荷重の設定

荷重は以下のように関数依存のものを入力してください。

ds369a



関数を作るときは、タイプを1.vs時間にしてください

ds370a

次に解析条件の設定をします。



もしよかったらクリックしてください。順位が上がります。。。

にほんブログ村 科学ブログ 技術・工学へ
にほんブログ村

↓tsunodakoのつぶやき
tsunodakoをフォローしましょう

テーマ:自然科学 - ジャンル:学問・文化・芸術

  1. 2012/03/12(月) 23:59:17|
  2. 解析講座
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:0

Femap with NX Nastranでのモーダル過渡応答解析 解析の設定

次に左側のツリー画面から解析を右クリックして、解析セットマネージャーを選択します。

新規を押します。

ds371


タイトル名を入れて、解析タイプを3.過渡/時刻歴応答解析を選択します

ds3725回(たぶん。。。)

次へを押して以下の画面にします。

ds373

実固有値求解法をLanzos法、解析手法をモード法、固有値と固有ベクトルの所要数に20を入力します。

次へを押します。

以下の画面になります。

ds374

モーダル応答の基本パラメータでモード数を20

過渡応答時間ステップ間隔でステップ数を500、ステップあたりのを1.e-4、出力間隔を1に設定します。


次へを3回押します。

以下の画面になりますので、拘束が設定した条件名になっていることを確認します。

ds375

次へを押します

最後の画面は出力設定です。変位なり応力なりお好みで出力設定します。

ds376

ただし、前の画面で設定した出力間隔で結果を書き込みますので、ステップ数が多いと非常に大きな結果ファイルになります。

OKを押せば完了です。


もしよかったらクリックしてください。順位が上がります。。。

にほんブログ村 科学ブログ 技術・工学へ
にほんブログ村

↓tsunodakoのつぶやき
tsunodakoをフォローしましょう


テーマ:自然科学 - ジャンル:学問・文化・芸術

  1. 2012/03/13(火) 22:48:07|
  2. 解析講座
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:0

Femap with NX Nastran モーダル法応答解析の結果


解析準備が出来たので解析して見ます。

結果は以下のような感じです。

ds377


もしよかったらクリックしてください。順位が上がります。。。

にほんブログ村 科学ブログ 技術・工学へ
にほんブログ村

↓tsunodakoのつぶやき
tsunodakoをフォローしましょう

テーマ:自然科学 - ジャンル:学問・文化・芸術

  1. 2012/03/14(水) 23:58:39|
  2. 解析講座
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:0

モーダ法過渡解析では何個固有値を計算すればよいか


前回までCalculiX、ABAQUS、NX Nastranでのモーダル法過渡応答解析の入力方法を見てきました。

3つのFEMソフトでも共通するのが固有値解析を行うということです。

しかし、固有値解析はいくつ固有値(固有モード)を求めるか(または何Hzまでの周波数の固有モードを求めるか)を入力する必要があります。

前も少し書きましたが、この求める固有値の数が計算精度や計算時間に影響してきます。

直感的には

「固有値の数が多いほど精度がよくなるが計算時間はかかってしまう」

感じがしますが、結果を先に書いてしまうと、実際その通りです。

では何個の固有値を使うのが最適(精度と計算時間のバランスが良い)か、ということが課題になります。

これを議論するためには、

-モーダル法過渡応答解析はプログラム内部でどのような計算を行っているのか

とか

-直接法過渡解析と計算方法はどのように違うのか

を厳密に数式を使って説明しなければなりません。

FEMソフトのマニュアルや振動関係の一部の教科書、参考書などには書いてあるのですが、大量の数式とか行列式とか微分積分を追わなければなりません。。。

ということで、このブログの趣旨である(?)

「頭より手を動かせ!」

の方針にのっとり、モーダル法過渡解析の求める固有値の数を変えると過渡応答解析にどんな影響があるかを実際計算して調べてみましょう。


もしよかったらクリックしてください。順位が上がります。。。

にほんブログ村 科学ブログ 技術・工学へ
にほんブログ村

↓tsunodakoのつぶやき
tsunodakoをフォローしましょう

テーマ:自然科学 - ジャンル:学問・文化・芸術

  1. 2012/03/15(木) 23:16:35|
  2. 解析講座
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:0

モーダルの次数をあがったときの収束性を見ることにする


モーダル解析で何個の固有値が必要か、を調べる前に、いくつか前提を決めておきます。

まず、固有値の次数の下限は1次とします。つまり下は1次から始まって何次まで必要かを調べていきます。

次に何次まで必要か、の決め方ですが次数を上げていった時の収束性を見てみます。

ds378.png

上図の通り次数を上げていくとある値でほぼ変わらなくなっていくところを探します。

(もしかすると、グラフが逆で単調減少のグラフかもしれませんが)


もしよかったらクリックしてください。順位が上がります。。。

にほんブログ村 科学ブログ 技術・工学へ
にほんブログ村

↓tsunodakoのつぶやき
tsunodakoをフォローしましょう

テーマ:自然科学 - ジャンル:学問・文化・芸術

  1. 2012/03/18(日) 22:34:28|
  2. 解析講座
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:0

モーダル過渡応答解析の必要次数を検討する準備

それでは、いつもの片もち梁の振動からはじめてみましょう(^^;)

まず、減衰がある場合の自由振動のシミュレーションを例に取ります。

諸般の事情により(理由はあるのですがそれはあとで)1サイクルごとの減衰を今までは10%で計算してきましたが、今回から20%にします。

対数減衰率δを計算してみると、

ds379


減衰比は対数減衰率を2πで割ればよいので、

0.2231/(3.1415×2)=0.03552

となります。

荷重は今までの通り三角波パルスで与えます。

ds380


もしよかったらクリックしてください。順位が上がります。。。

にほんブログ村 科学ブログ 技術・工学へ
にほんブログ村

↓tsunodakoのつぶやき
tsunodakoをフォローしましょう

テーマ:自然科学 - ジャンル:学問・文化・芸術

  1. 2012/03/19(月) 23:59:59|
  2. 解析講座
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:0

モーダル過渡応答解析の必要次数を検討してみる その1


では、まず今まで計算してきたとおり20個の固有値で計算してみます。

前行ったのとの違いは減衰率だけになります。

入力データは

ds381


結果は

ds382

0.05[s]後にはほとんど減衰して振動がなくなっていますね。

次に求める固有値の数を減らして計算してみます。


もしよかったらクリックしてください。順位が上がります。。。

にほんブログ村 科学ブログ 技術・工学へ
にほんブログ村

↓tsunodakoのつぶやき
tsunodakoをフォローしましょう


テーマ:自然科学 - ジャンル:学問・文化・芸術

  1. 2012/03/20(火) 22:46:47|
  2. 解析講座
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:0

モーダル過渡応答解析の必要次数を検討してみる その2

次にモーダル過渡応答で求める固有値を1個にしてみましょう。

求める固有値と、減衰に使用する固有モードの入力を1に変更します。

ds383

結果は、

ds384


20個の場合と1個の場合では周期はほぼ同じですが、振幅が異なっています。1個の場合は振幅が20個のときより約半分くらいになっています。

さすがに固有値1個では精度が出ないようです。。。


もしよかったらクリックしてください。順位が上がります。。。

にほんブログ村 科学ブログ 技術・工学へ
にほんブログ村

↓tsunodakoのつぶやき
tsunodakoをフォローしましょう

テーマ:自然科学 - ジャンル:学問・文化・芸術

  1. 2012/03/21(水) 23:09:35|
  2. 解析講座
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:0

モーダル過渡応答解析の必要次数を検討してみる その3


では求める固有値を2個に増やして、過渡応答計算してみましょう。

入力データは以下の通り。

ds385


結果は

ds386


2個の場合と20個の場合の結果が完全に一致し、グラフ上重なり合って、20個の場合の結果が見えなくなりました。

つまり、この解析の場合は、求める固有値が2個でよかったのです!

しかし、もちろん一般的にはこんな少ない固有値の数で解析していません。。。

次回以降もう少し違う観点から調べてみましょう。

もしよかったらクリックしてください。順位が上がります。。。

にほんブログ村 科学ブログ 技術・工学へ
にほんブログ村

↓tsunodakoのつぶやき
tsunodakoをフォローしましょう

テーマ:自然科学 - ジャンル:学問・文化・芸術

  1. 2012/03/22(木) 23:43:34|
  2. 解析講座
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:0

自由振動とは何か、の復習


さて、今まで例として取り上げてきた振動は「自由振動」でした。

自由振動は、外から全く力が加わっていない状態で振動しているのでしたよね。

例えば、今まで行ってきた方端完全固定、反対端に荷重をかける例題で考えると

ds387


減衰なしの場合の入力荷重と出力変位と時間の関係をグラフに表すと、以下のようになりした。

ds388

厳密に言うと、0秒から0.02秒までの間は荷重がかかっているので、その間は自由振動ではありません。

しかし、その後(赤点線以降)は永久に振動し続ける自由振動になります。

自由振動は、振動が起こるきっかけ考慮していないので何でもよく、負荷がなくなった後に勝手に(?!)振動し続けている現象です。

その一方、実際のこの世の中の現象は何かしらの減衰力(材料の内部摩擦、大気との摩擦etc)が作用する場合がほとんどなので、グラフも減衰してやがて振動はなくなります。

減衰力を考慮した自由振動の場合、シミュレーション結果からも振動が小さくなっていく様子がわかりました。

ds389

次回は荷重がかかり続ける場合の振動についてみてみます。


もしよかったらクリックしてください。順位が上がります。。。

にほんブログ村 科学ブログ 技術・工学へ
にほんブログ村

↓tsunodakoのつぶやき
tsunodakoをフォローしましょう


テーマ:自然科学 - ジャンル:学問・文化・芸術

  1. 2012/03/25(日) 23:28:58|
  2. 解析講座
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:0

強制振動とは何か、のおさらい


前回は自由振動のおさらいをしてみました。

しかし、実際の振動は振動している間も荷重がかかり続けている場合が多いと思います。

振動源として代表的なものにモーターやエンジンがありますが、設計上知りたいのはこれらが稼動している間の振動の状態です。。。

自由振動に対して。このような振動は強制振動と呼ばれます。

たとえば、はりの自由端に以下のような荷重を入力するとどのような振動結果になるでしょうか。

ds390


実際に過渡応答のシミュレーションすると自由端の解析結果は以下のようになります。

ds391

動画で見ると(Cgxではデータが大きすぎて(?)落ちてしまうので、ABAQUS CAE SEの結果ですが)



振幅はもちろん変化していますし、最大応力が出る場所もよく見ると変化しています。

このモデルの最大応力が出る時間と場所を特定するだけでも大変ですので、モデル全体の振動特性を見るのも大変です。。。

また、過渡応答解析はシミュレーションを行う対象時間を長くするとそれだけ計算時間もかかってしまいます。。。

そこで、振動現象の場合は過渡応答解析ではなく別の方法(周波数応答解析)を使用して振動特性を解析することが多いのですが、その話はまた後程します(^^;)


もしよかったらクリックしてください。順位が上がります。。。

にほんブログ村 科学ブログ 技術・工学へ
にほんブログ村

↓tsunodakoのつぶやき
tsunodakoをフォローしましょう

テーマ:自然科学 - ジャンル:学問・文化・芸術

  1. 2012/03/26(月) 23:53:54|
  2. 解析講座
  3. | トラックバック:0
  4. | コメント:0

プロフィール

tsunodako

Author:tsunodako
tsunodakoのプロフィール
無料でCAE環境を構築に挑戦中。
が、現在少し休止中。そのうち復活します。
ご意見ご感想をブログコメント大歓迎です!!!
メールの場合は下のほうにあるフォームに入力していただくか

tsunodako[at]yahoo.co.jpまで([at]=@に変換してください)。
このブログにあるソフトやデータを使用して生じた結果は責任負いませんのであしからず。
静解析CAE技術者のための動解析講座は http://vibrationcae.blog.fc2.com/ に移動いたしましたのでよろしく。

ブログ内検索

カレンダー(月別)

02 ≪│2012/03│≫ 04
- - - - 1 2 3
4 5 6 7 8 9 10
11 12 13 14 15 16 17
18 19 20 21 22 23 24
25 26 27 28 29 30 31

最近の記事

カテゴリー

tsunodakoへのメールはここからでもOK

名前:
メール:
件名:
本文:

最近のコメント

最近のトラックバック

フリーエリア

にほんブログ村 科学ブログ 技術・工学へ
にほんブログ村

RSSフィード

リンク

このブログをリンクに追加する

上記広告は1ヶ月以上更新のないブログに表示されています。新しい記事を書くことで広告を消せます。