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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スタンプモデル37 圧力条件、強制変位条件、剛体条件どれが本当なの?

参考書(例題で学ぶ有限要素応力解析のノウハウ 森北出版)の中のスタンプモデルの例題をここしばらく行ってきました。

圧力荷重と強制変位さらに剛体要素を使った負荷条件でシミュレーションしましたが、すべて結果が異なります。

ではどれが正解なの、と思う方がいるかもしれませんが、

そのように問われてしまうと、以前のコメントにあった通り、全部不正解(嘘)です。。。

-スタンプをモデル化していない
-下地の影響は?
-スタンプ台が塑性変形するのでは?
など突込みどころはいくらでもあります。。。

では、

このモデルの拘束条件や材料物性その他の仮定を踏まえた上で、
3つの負荷条件からあえて現実に近いモデルを選ぶとしたらどうなりますか、

という問いであれば何とか答えられます。

まず、スタンプが静水圧で力を加えることができるのであれば、圧力条件が一番近くなります。

しかし、現実にはそのような負荷装置はなかなかなく、金型で押すのが一般的だと思います。

次に、強制変位モデルですが、スタンプが完全剛体と仮定できるのであれば、

スタンプとスタンプ台の間の摩擦がない場合の条件に近いのではないかと思います。

摩擦がないので、スタンプ台の表面はr方向には自由に動けるということになります。

最後の剛体要素条件ですが、スタンプが完全剛体と仮定できるのであれば、

スタンプとスタンプ台の間の摩擦が無限大の場合の条件に近いのではないかと思います。

摩擦が無限大なので、r方向には移動できずに拘束されるということです。

実際はスタンプは変形しますし、摩擦係数は0と無限大の間なのですが、

それをシミュレーションの仮定に含めるためには、接触シミュレーションが必要となり、今回の単純なシミュレーションに比べて難しくなります。。。

結局どれが近いかは選んでいませんが(^^;)、ここから先の判断は、解析や設計開発する方のセンスによるのでしょう。。。

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  1. 2010/04/13(火) 21:06:49|
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