簡単解析レシピ（２） 平板の応力集中

１．課題 平板の応力集中の解析を行います 材料力学の結果と比較しましょう

２．作業手順 ①円孔の有る平板のCADデータを読み込みます ②メッシュを作成します ③解析条件（荷重、拘束条件）を設定します ④材料を指定します ⑤TSｿﾙバーで解析を実行します ⑥解析結果を出力します

2

３．Jupiter Designerの立ち上げ

をクリックすると下の画面が立ち上がります

3

４．対称条件設定によるモデル化

F F

Ｙ

Ｘ

Ｘ方向拘束

Ｙ方向拘束

Ｙ

Ｚ

厚さ ｔ

Ｚ方向拘束

厚さ ｔ

厚さ ｔ/2

F/4 対称条件拘束

下図の場合、結果の対称性を考慮すると1/8モデルで解析が出来ます

4

５．基本形状データの読み込み

②Cadデータライブラリから R10孔&50X100Xt2.5板.jpdb を選択します

①ファイルを開くを選択します ③孔付き平板のCADデータがLoadされます

50

100

R10 t2.5

5

６．Meshを作成します

①モデルを分かりやすい 向きに表示しましょう

②メッシュを作成します デザイナー/メッシングをクリックします その後プルダウンメニュから ソリッドメッシュＴＥＴを選択します

ソリッドメッシュTET ソリッドメッシュHEX シェルメッシュ リメッシュ

6

③メッシュサイズを指定してメッシュを作成します デフォルトの5mmでメッシュを作成して見ましょう 平板をピックしてOKを押すとメッシュ作成が開始されます

（ⅲ）メッシュサイズ （ⅱ）平板をピック

(ⅰ）クリックすると選択リスト が表示されます

（ⅳ）OKでメッシュが 作成されます

7

７．拘束条件を設定します

①拘束条件を設定します 各断面を対称条件拘束しましょう

デザイナー/拘束 をクリックします その後プルダウンメニュから 対称拘束 を選択します

固定 対称拘束

8

②拘束する面を選び、X,Y,Z方向を拘束を指定します OKを押すと対称条件拘束が設定されます

(ⅰ）拘束面３面を選択

（ⅱ）OKで拘束の表示

9

８．荷重条件を設定します

①荷重条件を設定します 平板の端面荷重を設定しましょう

デザイナー/荷重 をクリックします その後プルダウンメニュから 荷重 を選択します

荷重 モーメント 圧力 圧力（静水圧） 圧力（2節点） 強制変位 遠心力 遠心力（座標系） 重力 温度荷重 初期温度

F

10

②荷重負荷面を選び、X方向に10000Nを負荷して見ましょう 荷重は選択した面に分配して負荷します（合計１００００N） OKを押すと荷重条件が設定されます

（ⅱ）X方向に－1000N

（ⅰ）荷重面を選択

（ⅳ）OKで荷重が 表示されます

（ⅲ）選択した合計で分配 を選択

11

９．材料を設定します

①材料を設定します ライブラリからStructure Steelを指定しましょう

デザイナー/材料 をクリックします

12

（ⅰ）ライブラリからStructuralSteelをクリックし ﾕｰｻﾞｰﾃﾞｰﾀﾍﾞｰｽにドラッグします

（ⅱ）パーツを選択

（ⅳ）okを押すと材料が定義されます

（ⅲ）ﾕｰｻﾞｰﾃﾞｰﾀﾍﾞｰｽのStructuralSteelを選択します

13

１０．データ完了確認

入力したデータは画面左のパネルで数値等が確認出来ます

例：Force1をクリックすると プロパティ欄に荷重値が 表示されます 画面のモデル上に 荷重条件が表示されます

14

１１．解析実行

線形静解析（sol101） 固有値解析（sol103） 線形座屈解析（sol105） 定常熱伝導解析（sol153） 非定常熱伝導解析（sol159）

① デザイナー/計算 をピックします その後プルダウンメニュから 線形静解析（sol101）を選択します

② 計算/線形解析パネルが開きます OKを押すと計算がスタートします

15

③ｿﾙバーランチャーが表示されます ステータスが100%になったら解析完了で アクション欄に『終了しました』と表示されます

④終了すると自動的に Post画面が立ち上がります

16

１２．Postの立ち上げ（自動）

解析が終了すると下のPost画面が立ち上がります

17

①モデルの向きを調節します

１３．解析結果の出力

②メッシュを表示したい時は下の メニュをクリックします

③出力項目は ｱｯｾﾝﾌﾞﾙﾊﾟﾈﾙに表示されます

18

④変位を出力してみましょう 変位/並進方向をダブルクリックします 最大変位は0.042mmです

19

⑤主応力を出力してみましょう 応力（節点）/ソリッド最大主応力 をダブルクリックします

最大主応力は234MPaです

20

主応力のベクトル表示をしましょう 結果表示をピックします プルダウンメニュから ベクトル表示をクリックします

主応力がベクトルで表示されます

21

⑥ミーゼス応力を出力してみましょう 応力（節点）/ソリッドミーゼス応力 をダブルクリックします

最大ミーゼス応力は225MPaです

22

１４．材料力学との比較

σmax＝α×σｎ

σｎ＝ P/(w-2a)h

200

100

D20

P P t=5mm P=40000N

σｎ=40000/（80×5）=100 α=2.51 σmax=251MPa

① 材料力学で計算します

②材料力学とFEMの結果を比較します

課題： メッシュサイズを変えたら どうなるでしょうか？

スライド番号 1スライド番号 2スライド番号 3スライド番号 4スライド番号 5スライド番号 6スライド番号 7スライド番号 8スライド番号 9スライド番号 10スライド番号 11スライド番号 12スライド番号 13スライド番号 14スライド番号 15スライド番号 16スライド番号 17スライド番号 18スライド番号 19スライド番号 20スライド番号 21スライド番号 22スライド番号 23