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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構造解析 有限要素法 剛体移動での拘束不足エラーを防ぐ(2)

前回は、有限要素法静解析では剛体移動を完全にとめる拘束条件が必要だと書きました。

これは、どのような荷重条件に対しても、

荷重方向ではない方向にも拘束条件が必要です。

さて、剛体移動をとめるには、x,y,zの3方向をとこで一箇所ずつ拘束すれば、

剛体運動がとまると考えてしまうのですが、それがそうでもありません。

2次元で考えた場合、例えば下の図で、節点1をx、y方向に固定すれば、確かにx、y方向は止まるのですが、

節点1の回りに回転移動する剛体運動が止まらずに、残ってしまうのです!!

拘束条件6
クリックすると大きくなります

節点は回転するんかい、というと、残念ながら回転するのです。。。

(節点の自由度をご存知の方であれば、節点1の回転自由度をとめればよいのではないかと思われるかもしれませんが、残念ながら2次元解析では計算上は通常回転自由度を存在しないので、とめられません。。。(また回転自由度が存在しないのと節点が回転するのは別問題です。。。))

よって、並進方向をつかって、回転の剛体移動を止めなければなりませんので、例えば下図のようにもう一箇所とめなければなりません。

さらに3次元の場合は最低3箇所とめなければなりません。

拘束条件7
クリックすると大きくなります

次回実際CalculiXを使って、拘束不足の場合どのようになる見てみたいと思います。


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テーマ:宇宙・科学・技術 - ジャンル:学問・文化・芸術

  1. 2009/04/05(日) 23:11:18|
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