CalculiXシェル要素の回転自由度

今回はCalculiXシェル要素の回転自由度の取り扱いについてみてみます。

まずマニュアルを読んでみると、

-シェル要素は3つの軸まわりの回転自由度を持ち、拘束も可能

とのことのようです。

また、完全に訳し切れていないのですが、

-回転自由度と並進自由度は剛体結合で関連づけられている

らしいです。

まずは以前示しました以下の図のような変形をするかどうかを見てみます。

クリックすると大きくなります。

CalculiXのシェル要素には中間節点があるので、端の節点を強制回転させると、中間節点が持ち上がるはずです。

一要素でテストしてみます。

データは以下の通りです。

*NODE, NSET=Nall
1,1.000000000000e+000,0.000000000000e+000,0.000000000000e+000
2,0.000000000000e+000,0.000000000000e+000,0.000000000000e+000
3,0.000000000000e+000,0.000000000000e+000,1.000000000000e+000
4,1.000000000000e+000,0.000000000000e+000,1.000000000000e+000
5,5.000000000000e-001,0.000000000000e+000,0.000000000000e+000
6,0.000000000000e+000,0.000000000000e+000,5.000000000000e-001
7,5.000000000000e-001,0.000000000000e+000,1.000000000000e+000
8,1.000000000000e+000,0.000000000000e+000,5.000000000000e-001
*ELEMENT, TYPE=S8, ELSET=Eall
1, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
*NSET,NSET=Nfix
2,
3,
6,
*MATERIAL, Name=steel
*ELASTIC
28000, 0.3
*SHELL SECTION, Elset=Eall, Material=steel
0.01
*STEP
*STATIC
*boundary
Nfix,1,6
1,1,3
4,1,3
8,1,3
1,6,,1
4,6,,1
*NODE FILE
U
*NODE PRINT,NSET=Nall
U
*EL FILE
S, E
*END STEP

結果は

クリックすると大きくなります。

中間節点しかないので、コンターは線形的な表示になってしまいますが、真ん中が盛り上がった変形をしているのが読み取れます。


＊＊＊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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