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Salome-Meca 初中級教材
Salome-Meca による軸対称体の弾性解析(圧力容器の耐圧設計)
1
2016.10.01
PE 構造力学研究所PE Structural Mechanics Laboratory
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学習目標
• 軸対称体の弾性解析を行い,簡単な耐圧設計式への適用により整合性を確認する• 2D スケッチを用いて,軸対称体のモデル作成
を体験する• Eficas を用いて,コマンドファイルを編集し,
簡単な弾性解析におけるコマンド構成を把握する• 解析結果の印刷出力を用いて, LibreOffice
Calc による後処理を体験する
2
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解析の流れ
3
Geometry Module
Mesh Module
Aster Module
ParaVis Module
問題の設定
結果の評価
• 解析対象の形状,寸法,材料特性の準備• 解析結果処理に必要な情報の確認
• 形状の作成( 2D Sketch を使用)• 境界条件を与える形状グループに名前をつける
• メッシュの作成• 要素に形状グループ名を継承
• Eficas を用いたコマンドファイルの作成• Study ケースの設定(コマンド+メッシュ)• 解析の実行
• 変形図によるおおまかな妥当性の確認• 応力分布の確認
• LibreOffice Calc による断面平均膜応力計算
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予習(応力成分)
4
x
y
z
txz
txy
sx
tyz
sy
tyx
sz
tzytzx
直交座標系中の微小六面体の各面に作用する応力成分
x
y
q
sr
sr
trq
trq
sq
sqtqr
tqr
極座標系中の微小平面の各辺に作用する応力成分
xy yxt tyz zyt t
せん断応力( shear stress )
垂直応力( normal stress )
, ,x y zs s s
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予習(座標変換)
5
x
y
z
垂直応力のみが作用する面(主応力面)で切った四面体におけるつり合い関係
sx
tyz
sytyx
sz
tzy
s
n
n : 主応力面の法線ベクトルs : 主応力
x xy zx
xy y yz
zx yz z
l lm mn n
s t tt s t st t s
x, y, z 方向のつり合い関係から
l, m, n : n が x, y, z 軸となす角の余弦
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予習(主応力)
6
000
x xy zx
xy y yz
zx yz z
l lm mn n
s t tt s t st t s
右辺を左辺に移すと,
行列の積の形に書き直すと,
000
x xy zx
xy y yz
zx yz z
lmn
s s t tt s s tt t s s
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7
この方程式が l = m = n = 0 以外の解を持つ条件は,
1
1
1
0x xy zx
xy y yz
zx yz z
s s t tt s s tt t s s
これは s に対する 3 次方程式になり,次のように書ける
3 21 2 3 0J J Js s s
この係数( J1, J2, J3 )は座標の取り方によらないはずなので,不変量( invariant )である
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8
係数を応力成分で書くと,3 2
2 2 2
2 2 2
( )
( )
( 2 ) 0
x y z
x y y z z x xy yz zx
x y z x yz y zx z xy xy yz zx
s s s s s
s s s s s s t t t s
s s s s t s t s t t t t
これを一般に(手で)解くのは大変なので,この求解はプログラムに任せることとして,軸対称体( trz 以外のせん断応力成分がゼロ)を考えると,
3 2 2
2
( ) ( )
( ) 0r z r z z r rz
r z rz
q q q
q q
s s s s s s s s s s s t s
s s s s t
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9
3 2 2
2
( ) ( )
( ) 0r z r z z r rz
r z rz
q q q
q q
s s s s s s s s s s s t s
s s s s t
軸対称体では sq が作用する面にせん断力を生じない(自明な主応力面)ため, sq は「自明な主応力」になる.このことを利用し,因数分解すると,
2 2( ){ ( ) ( )} 0r z r z rzqs s s s s s s s t
残りの 2 つの主応力は, 2 次方程式の公式を用いて,
2 2( ) ( ) 4( )2
r z r z r z rzs s s s s s ts
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予習(相当応力)
10
トレスカ( Tresca )の相当応力 seq は,最大せん断応力(主応力差)の最大値で定義する
得られた 3 次方程式の解を s1 , s2 , s3 とすると,これらが「 3 つの主応力」になる
1 2 2 3 3 1{ , , }eq Maxs s s s s s s
2 2 2 1/21 2 2 3 3 1
1 {( ) ( ) ( ) }2eqs s s s s s s
ミーゼス( von Mises )の相当応力 seq は, 3 次方程式の 1 次の係数( J2 )に比例するよう定義する
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11
3 次方程式の係数を利用すると,わざわざ 3 つの主応力を算出しなくとも,ミーゼス( von Mises )の相当応力 seq は次のように,応力成分から算出できる
2 2 2
2 2 2 1/2
1 {( ) ( ) ( )2
6( )}
eq x y y z z x
xy yz zx
s s s s s s s
t t t
![Page 12: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/12.jpg)
予習(応力の線形近似処理)
12
bijs b
ijs : 曲げ成分
pijs
pijs : ピーク成分(残り全部)
mijs
: 膜成分mijs
xw/2 w/2
応力分布
x
ijs
板厚方向
応力
成分
板厚方向の応力分布
/ 2
/ 2
1 wmij ijw
dxw
s s
/ 2
2 / 2
6 ( )wb m
ij ij ijwx dx
ws s s
w: 板厚
オリジナル論文: W. C. Kroenke, Classification of Finite Element Stresses According to ASME Section III Stress Categories, Proc. 94th ASME Winter Annual Meeting, 1973.
設計では,「点の応力(ピーク成分)」は「疲労」の評価にのみ使用し,耐圧性は「胴部の板厚平均応力(膜成分)」を使用する.( ASME Section III )
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予習(許容応力)
13
設計条件(( FEA を行わない)公式設計の一般制限)
主応力(内圧による周方向膜応力) ≦ 許容応力 So
oR p Swqs
qs : 平均径公式に基づく周方向応力
w : 容器胴部板厚
R : 胴部の平均半径
p : 使用圧力
平均径公式に基づく許容応力 So は、目安として(解析設計における設計応力強さ) Sm の 3/4
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14
一次膜応力の制限(解析設計 ASME Sec. III または Sec. VIII Div. 2 )
一次膜+曲げ応力の制限
一次膜応力強さ(トレスカの相当応力)≦ 許容応力m
eq mSs mS : 設計応力強さ
1.5m beq mSs
min( / 3, /1.5)m u yS S S uS : 設計引張強さ
yS : 設計降伏強さ
設計では,「点の応力(ピーク成分)」は「疲労」の評価にのみ使用し,耐圧設計には「胴部の板厚平均応力(膜成分)」を使用する
meqs : 板厚平均の sm
ij を相当応力に変換
m beqs : 線形近似の sm+b
ij を相当応力に変換
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解析対象(形状)
15
上下対称な容器 断面図 モデル化対象( 1/8 容器の断面)
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O (0, 0, 0) x (r)
y (z)
解析対象(境界条件,材料特性)
16
O (0, 0, 0) x (r)
y (z)
内径 Di = 1000胴
部半高さ
H =
100
0鏡板内半径
R i = 500
肉厚
w =
50
寸法の諸元(単位: mm ) 境界条件
一定内圧
p = 10 MPa
対称面uy = 0
素材:炭素鋼( steel )を想定し,
E = 196 GPa n = 0.3Sm = 100 MPa
とすれば、許容圧力はどうなるか
![Page 17: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/17.jpg)
平均径公式による許容圧力
17
平均径公式に基づく許容圧力は、例えば許容応力 So を Sm の 3/4 とすれば、
3 50100 7.14 525o
wp SR
MPa
注)実際の設計では,腐食しろや溶接に対する係数の使用が求められ,この方法と厳密に一致しないことがあるが,学習の便宜のため簡素化している
許容応力を解析設計同様に Sm と一致させると,50100 9.5525m
wp SR
MPa
いずれの制限法でも p = 10 MPa は許容限度を若干超える
![Page 18: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/18.jpg)
解析方法
18
軸対称要素( 2 次要素)を使用( modelisation=AXIS )
Salome-Meca2015.1 ( Code-Aster はSTA11 )を使用し, Eficas のみでコマンドファイルを作成対称面( GROUP_MA=Symm )上の節点に対して、応力成分をテキスト出力する
応力成分のテキスト出力を LibreOffice Calcにコピーし,一次一般膜応力を求める
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19
① フォルダ「 PressureVessel 」を作成
フォルダの作成・確認
1
② 予め作成してあるワークシート「 StressClassification.ods 」をコピー
2
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20
① Salome_Meca を起動する※ 今回は V2015.1 を使う
Salome-Meca の起動
1
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21
• Geometry モジュールにある 2D Sketchを使用して,容器形状の外形線を描く
• 荷重(内圧)をかける面,後処理用にデータを出力する面(対称面)に名前をつけておく
• 形状作成までの作業をファイルに保存する
形状データの作成
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22
① Geometry モジュールを起動
Geometry の起動
1
![Page 23: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/23.jpg)
23
① 新規作成
Geometry の起動
1
![Page 24: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/24.jpg)
24
1
① New Entity -> Basic -> 2D Sketch を開く
スケッチする図形
(550, 0)
(550, 1000)
(0, 1550)
(0, 1500)
(500, 1000)
(500, 0)
(0, 1000)円弧の中心
2D スケッチの起動
![Page 25: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/25.jpg)
25
2
① グローバル座標系を確認1
3 4
② 直線を確認
③ 始点座標を入力X=550Y=0
④ 適用ボタンをクリック
⑤ 終点座標を入力X=550Y=1000
⑥ 適用する
5 6
2D スケッチの作成(直線部)
スケッチする図形
(550, 0)
(550, 1000)
(0, 1550)
(0, 1500)
(500, 1000)
(500, 0)
(0, 1000)円弧の中心
※ 反時計回りにスケッチを作成
![Page 26: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/26.jpg)
26
スケッチする図形
(550, 0)
(550, 1000)
(0, 1550)
(0, 1500)
(500, 1000)
(500, 0)
(0, 1000)円弧の中心
26
2
1
3
③ 中心と終点座標を入力X Center = 0Y Center = 1000X = 0 (注)Y = 1550
④ 適用する
① 円弧を選択
2D スケッチの作成(円弧部)
② 中心を追加パラメータに指定
4
③ (注) Salome-Meca2013 以前のバージョンでは, X=0 に対してメッシュ作成時に X (半径) <0が生じるため, X = 0.00001 を入力するとよい
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27
2
1
3
③ 適用する
① 直線に戻す
②終点座標を入力X = 0 (注)Y = 1500
2D スケッチの作成(直線部)
② (注) X = 0.00001 を入力する
![Page 28: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/28.jpg)
28
2
1
3
③ スケッチを確認
① ウインドウを移動して,スケッチが見えるようにする( Alt+ マウスドラッグで動かせる)
② 虫眼鏡マークをクリックして画面にフィットさせる
2D スケッチの作成(確認)
![Page 29: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/29.jpg)
29
スケッチする図形
(550, 0)
(550, 1000)
(0, 1550)
(0, 1500)
(500, 1000)
(500, 0)
(0, 1000)円弧の中心
2
1
3
③ 中心と終点座標を入力X Center = 0Y Center = 1000X = 500Y = 1000
④ 適用する
① 円弧を選択
2D スケッチの作成(円弧部)
② 中心を追加パラメータに指定
4
![Page 30: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/30.jpg)
30
2
1
3
③ 適用する
① 直線に戻す
②終点座標を入力X = 500Y = 0
2D スケッチの作成(直線部)
4
④ スケッチを確認
5 ⑤ スケッチを閉じる
![Page 31: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/31.jpg)
31
2D スケッチの作成(確認)
2
1
① 座標軸マークをクリックして,座標軸の表示をオフにする
② スケッチが閉じていることを確認
![Page 32: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/32.jpg)
32
フェースの作成
3
1
① Geometry のツリーを展開する(「 + 」マークをクリック)
② Sketch_1 を選択
2
③ New Entity -> Build -> Face を開く
![Page 33: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/33.jpg)
33
フェースの作成
3
1 ① オブジェクトが Sketch_1 になっていることを確認
② 名前は「 Face_1 」とする
2
③ 適用して閉じる
![Page 34: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/34.jpg)
34
形状グループの作成
1
① Face_1 を右クリック
② グループを作成
2
![Page 35: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/35.jpg)
35
形状グループの作成(圧力面)
3
1① 「線」を選択
② 名前は「 Press 」とする
2
③ 内面の円弧をピック
4 ④ 追加する
5⑤ 内面の直線をピック
⑥ 追加する
6
⑦ 2 の線の表示を確認
7
⑧ 適用する
8
![Page 36: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/36.jpg)
36
形状グループの作成(対称面)
3
1 ① 「線」を確認
② 名前は「 Symm 」とする
2
③ 下端の線(対称面)をピック4
④ 追加する
⑤ 線番号を確認
⑦ 2 の線の表示を確認
5
⑧ 適用して閉じる
6
![Page 37: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/37.jpg)
37
形状グループの作成(確認)
1
① Face_1 の中にPress と Symm ができていることを確認
![Page 38: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/38.jpg)
38
作業の保存( Geometry まで)
1 ① File -> Save As... を開く
![Page 39: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/39.jpg)
39
作業の保存( Geometry まで)
1
① 作業フォルダを開く
2② ファイル名は「 Study1_geom1.hdf」とする
3
③ 保存する
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40
• Mesh モジュールを用いてメッシュ(有限要素によるモデル)を作成する
• 板厚方向にサブメッシュを定義し,分割数を制御する
• 形状グループの名前をメッシュデータに転写する
• メッシュデータをファイル出力(エクスポート)する
• メッシュ作成までの作業を保存する
メッシュデータの作成
![Page 41: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/41.jpg)
41
Mesh の起動
① Mesh モジュールを起動
1
![Page 42: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/42.jpg)
42
Mesh の作成
① Face_1 を選択して,表示させる(「目」のマークをオン)
1
② 画面にフィットさせる
2③ Mesh -> Create Mesh を開く
3
![Page 43: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/43.jpg)
43
自動四辺形分割① メッシュ名 = Mesh_1形状名 = Face_1 を確認
1
② 仮定として,自動四辺形分割を選択
2
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44
分割数の指定(全体)
① セグメントの分割数を 50 とする1
② OK する2
③ 適用して閉じる
3
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45
サブメッシュの作成
② Mesh -> Create Sub-mesh を開く
2
① Mesh_1 を選択
1
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46
サブメッシュの作成
② サブメッシュを作成する形状名を Symm にする(オブジェクトブラウザ上でピック)
2
① Mesh_1 の中に SubMesh_1 を作成する
1
③ 1Dタブ中のアルゴリズムから「線の離散化」を選択
3
④ 設定(歯車マーク)から「セグメント数」を選択
4
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47
サブメッシュの作成
2
① 5 分割にする1
② OK する
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48
サブメッシュの作成
2
1
② 適用して閉じる
① 追加の仮定の設定(歯車マーク)から「反対側のエッジまで貫通」を選択
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49
メッシュの作成
2
1
② メッシュ生成( compute )
① Mesh_1 を右クリック
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50
メッシュの作成(計算中)
![Page 51: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/51.jpg)
51
メッシュの作成(結果)
1 ① メッシュの情報を確認
2
② 閉じる
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52
メッシュの確認
1
① 隠れているアイコンを表示
2② -OZ 方向に見る
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53
メッシュの確認
1
① ボックス拡大する
2
② マウスで拡大表示したい部分を囲む
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54
二次要素化
21
② 二次要素への(からの)変換
① Mesh_1 を右クリック
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55
二次要素化
2
1
② 二次要素への変換
① 「中間節点を形状(例えば円弧)の上に置く」をチェック
3
③ 適用して閉じる
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56
メッシュ情報の確認
2
1 ② メッシュ情報
① Mesh_1 を右クリック
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57
メッシュ情報の確認
2
1
② OK する
① 500 要素が全部二次要素になっている
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58
メッシュデータへの形状グループの転写
21
② 形状からのグループ生成
① Mesh_1 を右クリック
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59
3
1
③ 適用して閉じる
① ジオメトリからグループを選択( Cntl+ クリックで複数選択できる)
メッシュデータへの形状グループの転写
2② 確認
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60
メッシュファイルの作成
32
③ Export -> MED file を選択
② Mesh_1 を右クリック
1
① Mesh_1 の下にエッジグループができていることを確認
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61
メッシュファイルの作成
1
① 作業フォルダを開く2
② ファイル名は「 Mesh_1.med 」とする
3
③ 保存する
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62
作業の保存( Mesh まで)
1 ① File -> Save As... を開く
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63
1
① 作業フォルダを開く
2② ファイル名は「 Study1_mesh1.hdf」とする
3
③ 保存する
作業の保存( Mesh まで)
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64
• Eficas (コマンドファイル編集用 GUI )を用いてコマンドファイルを作成する
• コマンドファイルには,材料特性,境界条件,解析設定,出力制御などを記入する
• 解析ケース(メッシュデータとコマンドファイルの組合せ)を作成する
• 解析を実行する
解析条件データの作成
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65
Aster の起動
① Aster モジュールを起動
1
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66
Eficas の起動
① Aster -> Tools -> Run Eficas
1
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67
コマンドファイルの新規作成
① File -> New
1
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68
Code_Asterバージョンの選択
① ここでは安定バージョンから 11.7 を選択
1
② OK する
2
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69
コマンドファイル作成(開始は DEBUT )
① フィルターに決まり字を入力すると候補が表示される
1
② DEBUT を選択
2
③ 有効化する
3
Au moins un = At least oneRègle à classer = Rule to classify
D'abord = FirstPoursuite = pursuit (リスタート解析)Ensuite = then
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70
メッシュ( MAILLAGE )を読む( LIRE )① 新しいコマンドの入力
1
② lire_maillage
2
④ 有効化する
3③ LIRE_MAILLAGEを選択
4
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71
間違ったコマンドを消したいときは
2
① 削除したいコマンドを右クリックする
② 削除(ここではやらない)
1
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72
コマンド中のキーワード追加(メッシュファイルの書式)
2
① キーワードの追加タブ
② FORMAT
1
3
③ 有効化する
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73
キーワードの値入力(メッシュファイルの書式)
2
① MED フォーマットを選択
1
② 有効化する
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74
コンセプト名をつける(メッシュデータへの名前付け)
3
① 入力値が入っていることを確認
1
③ コンセプト名を「 mesh 」にする
2 ② コンセプト名タブ
4
④ 有効化する
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75
2
① コンセプト名が入っていることを確認
③ affe_modele ( =allocate model )を探す
1
3
④ AFFE_MODELEを選択
4
⑤ 有効化する
モデル( modele )の割当( affe )② 新しいコマンドタブ
5
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76
2
① キーワードの追加タブ
② メッシュ( MAILLAGE )を選択
1
3
③ 有効化する
メッシュにモデルを割り当てる
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77
2
① 既に名前を付けているメッシュデータのリストから「 mesh 」を選択
1
② 有効化する
メッシュを選択
![Page 78: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/78.jpg)
78
3
① コマンドに戻る
1
③ 有効化する
モデルを割り当てる
2② 割当( AFFE )を選択
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79
① 全部( TOUT )を選択
1
② 有効化する
モデルを割り当てる
2
Un parmi... = One of ...
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80
① YES ( OUI )を選択
1
② 有効化する
YES ( OUI )で答える
2
![Page 81: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/81.jpg)
81
① 現象( PHENOMENE)を選択
1
③ 有効化する
力学現象の種類( PHENOMENE )の選択
3
② 機械的力学( MECANIQUE)を選択
2
![Page 82: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/82.jpg)
82
① モデル化( MODELISATION)を選択
1
③ 有効化する
モデル化方法( MODELISATION )の選択
3
② 軸対称( AXIS )を右のリストから選び,左に移動(手のマーク)させる2
![Page 83: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/83.jpg)
83
コンセプト名をつける(モデルへの名前付け)
3
① コマンドだけが黄色,他は緑色を確認
1
③ コンセプト名を「 model 」にする
2 ② コンセプト名タブ
4
④ 有効化する
![Page 84: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/84.jpg)
84
コマンドファイルの途中確認
① 全て緑色になっていることを確認しながら進める
1
![Page 85: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/85.jpg)
85
ここからは, GUI の操作方法を細かく書きませんので, Eficas の表示が同じになるよう,ご自分で探して作成してください
![Page 86: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/86.jpg)
86
steel=DEFI_MATEIAU (材料の定義)ELAS (弾性特性) E (ヤング率) = 196000 NU (ポアソン比) = 0.3
材料( materiau )の定義( defi )
![Page 87: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/87.jpg)
87
material=AFFE_MATERIAU (材料の割当)MAILLAGE=mesh (メッシュ mesh に割当てる)AFFE=TOUT (全体)TOUT=OUI ( Yes )MATER=steel (材料名は steel )
材料( materiau )の割当( affe )
![Page 88: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/88.jpg)
88
load=AFFE_CHAR_MECA (機械的荷重条件の割当)MODELE=modelDDL_IMPO (強制変位)GROUP_MA=Symm (境界条件を与えるグループ名)DY=0 ( Y 方向変位(ここでは軸方向変位)をゼロに)PRES_REP (圧力)GROUP_MA=Press (境界条件を与えるグループ名)Pres=10 (圧力 10 MPa )
機械的( meca )荷重( char )の割当( affe )
![Page 89: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/89.jpg)
89
線形ソルバ( meca_statique )の起動
result=MECA_STATIQUE (線形ソルバの結果)MODELE=modelCHAM_MATER=material (材料の場)EXCIT (活性化する荷重)CHARGE (荷重) =load
![Page 90: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/90.jpg)
90
場( champ )の計算( calc )
result=CALC_CHAMP (場の量の計算)RESULTAT (使う結果名) = result (ここでは再利用) TOUT = OUI CONTRAINTE (応力) = SIGM_NOEU (節点応力成分) CRITERES (基準) = SIEQ_NOEU (節点相当応力)
![Page 91: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/91.jpg)
91
IMPR_RESU (結果の出力) FORMAT = MED (バイナリファイル出力) RESU RESULTAT = result b_extrac (抽出) TOUT_CHAMP (場の全体) = OUI b_topologie (トポロジー) TOUT = OUI (全部 = yes )※ IMPR_RESU にはコンセプト名がつきません
結果( resu )の印刷出力( impr )(バイナリファイル)
![Page 92: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/92.jpg)
92
IMPR_RESU (結果の出力,2つ目) FORMAT = RESULTAT (印刷出力) RESU RESULTAT = result b_extrac (抽出) TOUT_CHAMP (場の全体) = OUI b_topologie (トポロジー) GROUP_MA=Symm (グループ Symmのみ) b_valeurs IMPR_COOR=OUI (座標の出力= Yes )※ IMPR_RESU にはコンセプト名がつきません
結果( resu )の印刷出力( impr )(テキストファイル)
![Page 93: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/93.jpg)
93
最後は FIN (終了)
![Page 94: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/94.jpg)
94
コマンドファイルの保存
1 ① File -> Save As... を開く
![Page 95: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/95.jpg)
95
1
① 作業フォルダを開く
2② ファイル名は「 Mesh_1.comm 」とする
3
③ 保存する
コマンドファイルの保存
![Page 96: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/96.jpg)
96
Eficas の終了
1 ① File -> Exit で終了する
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97
DEBUT();
mesh=LIRE_MAILLAGE(FORMAT='MED',);
model=AFFE_MODELE(MAILLAGE=mesh, AFFE=_F(TOUT='OUI', PHENOMENE='MECANIQUE', MODELISATION='AXIS',),);
steel=DEFI_MATERIAU(ELAS=_F(E=196000.0, NU=0.3,),);
material=AFFE_MATERIAU(MAILLAGE=mesh, AFFE=_F(TOUT='OUI', MATER=steel,),);
load=AFFE_CHAR_MECA(MODELE=model, DDL_IMPO=_F(GROUP_MA='Symm', DY=0.0,), PRES_REP=_F(GROUP_MA='Press',
PRES=10.0,),);
result=MECA_STATIQUE(MODELE=model, CHAM_MATER=material, EXCIT=_F(CHARGE=load,),);
result=CALC_CHAMP(reuse =result, RESULTAT=result, CONTRAINTE='SIGM_NOEU', CRITERES='SIEQ_NOEU',);
IMPR_RESU(FORMAT='MED', RESU=_F(RESULTAT=result, TOUT_CHAM='OUI', TOUT='OUI',),);
IMPR_RESU(FORMAT='RESULTAT', RESU=_F(RESULTAT=result, TOUT_CHAM='OUI', GROUP_MA='Symm', IMPR_COOR='OUI',),);
FIN();#CHECKSUM:2cefa92dab74bcd34a5afd1e571a1789 -:FIN CHECKSUM
コマンドファイルの確認
![Page 98: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/98.jpg)
98
解析ケース( Study )の新規作成
1 ① Aster -> Add study case を開く
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99
解析ケース( Study )の設定1 ① 解析ケースに名前をつける
(ここでは Vessel_Mesh1 )
② コマンドファイルを指定3
3: コマンドファイルを選択する
2
⑤ メモリや時間に余裕を持たせる⑥ OK する
4
5
6
④ Aster のバージョンを指定③ メッシュファイ
ルを指定
![Page 100: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/100.jpg)
100
解析ケース( Study )の実行
2
1
② RUN
① Vessel_Mesh_1 を右クリック
![Page 101: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/101.jpg)
101
解析ケース( Study )の実行中
![Page 102: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/102.jpg)
102
解析ケース( Study )の終了
2
1
② OK する
① この場合は Alarmで終了
![Page 103: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/103.jpg)
103
• ParaVis を用いて,解析結果を可視化し,定性的な妥当性を確認する
• 解析結果のテキストファイル( *.resu )を開き,対称面の応力分布を確認する
• 対称面の応力を LibreOfficeCalc にコピーし,設計評価に必要な主応力,相当応力(一次一般膜応力)を計算する
解析結果の確認と利用
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104
ParaVis の起動
① ParaVis モジュールを起動
1
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105
解析結果ファイルの読込み
① File -> Open ParaView File...
1
![Page 106: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/106.jpg)
106
解析結果ファイルの読込み
① *.rmed ファイルを開く
1
② OK する
2
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107
形状の表示
① ベクトルの生成をチェック
1 ② 適用する
2
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108
変形図の表示
① Filters -> Common -> Warp By Vector を開く
1
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109
変形図の表示
① Vectors = result_DEPL_VectorScale Factor = 400
1 ② 適用する
2
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110
変形図上へのカラーコンターの表示
① result_SIGM_NOEUSIZZ (周方向応力)
1
![Page 111: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/111.jpg)
111
結果テキストファイルの処理
① Vessel_Mesh_1.resu を右クリックして,テキストエディターで開く
1
![Page 112: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/112.jpg)
112
結果テキストファイルの処理
① エッジ Symm上の応力成分の印字出力を確認
1
![Page 113: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/113.jpg)
113
結果テキストファイルの処理
① 数表部分をコピー
1
![Page 114: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/114.jpg)
114
結果テキストファイルの処理
① ファイル -> 新規 を開く
1
![Page 115: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/115.jpg)
115
結果テキストファイルの処理
① 数表をペースト
1
② 別名で保存
2
![Page 116: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/116.jpg)
116
結果テキストファイルの保存
① ファイル名は「 Vessel_Mesh_1.data 」
1
② 保存
2
![Page 117: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/117.jpg)
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LibreOffice Calc の起動
① あらかじめ保存してあるLibreOfficeCalc のシートを開く(右クリックして, LibreOfficeCalc を選択)
1
![Page 118: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/118.jpg)
118
LibreOffice Calc からの数表の読込み
① File -> Open ...
1
![Page 119: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/119.jpg)
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LibreOffice Calc からの数表の読込み
① 数表を保存したファイルを選択
1
② 開く
2
![Page 120: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/120.jpg)
120
LibreOffice Calc からの数表の読込み
① 固定長を選択1
3
② 特殊文字を検出
2
③ データに区切りを入れる
4
④ OK する
![Page 121: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/121.jpg)
121
データの並び替え
① 数表の部分を選択
1
② Data -> Sort する
2
![Page 122: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/122.jpg)
122
データの並び替え
② 昇順を選択
1
① Column Bをキーにする
2
③ OK する3
![Page 123: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/123.jpg)
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数表のコピー
1
① 数表部分を選択してコピー
![Page 124: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/124.jpg)
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数表のコピー
1① ワークシートの当該部分にペースト
![Page 125: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/125.jpg)
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数表のコピー
1① データを置き換える
![Page 126: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/126.jpg)
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各種設計基準応力の算出
1
① 設計評価に用いる各種の基準応力が算出されている
![Page 127: Ax symmetricpressurevesselelasticstressanalysis](https://reader035.vdocuments.pub/reader035/viewer/2022062316/587d924d1a28abcd648b7e77/html5/thumbnails/127.jpg)
まとめ•有限要素法に基づく耐圧設計で用いる各種の基準応力を概説した• 圧力容器の弾性解析を例題として, 2D ス
ケッチによる形状作成, Eficas を用いたコマンドファイル作成などを体験した• 圧力容器解析の結果から LibreOfficeCalc を
用いての結果後処理を体験した
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