Civil Engineer's Forum-FORUM8 このページをスタートページに設定する スマートフォンサイト モバイルサイト QR

Facebook - FORUM8

Twitter - FORUM8

YouTube - FORUM8

 Powered by Google

 サイトマップ | ご利用条件 | お問い合わせ | FAQ | F8ツールバー 英語翻訳サイト | Japanese | English | Korean | CHS/CHT | Vietnam | Francais | Europe

Support Topics
サポートトピックス / Engineer's Studio® 保守・サポートサービス関連情報
平板要素の分割数と支点反力
 はじめに
Engineer's Studio®の平板要素は、プリミティブという最小単位の要素が何個か集まってできた集合体です。1つのプリミティブが有限要素法での1要素に相当します。

ここでは、平板要素の分割数(プリミティブ数)が支点反力の精度に与える影響を比較します。比較対象は、以下のとおりです。
  • 1分割 (プリミティブが1個)
  • 10×10分割 (プリミティブが100個)
  • 20×20分割 (プリミティブが400個)

この中で1分割は精度が悪いだろうと容易に予想できます。やはり、最も分割数の多い20×20分割が精度がよいでしょうか。
 共通条件
分割数以外の共通な条件は以下のとおです。
  • 構造寸法は、10(m) x 10(m) x 0.5(m)
  • 全固定の支点を隅角節点と中間節点に配置
  • 材質は、鋼板(SM490)
  • 単位体積重量は、77(kN/m3)
  • 平板要素の種類は、四角形2次要素
  • 荷重は死荷重を表す等分布荷重
  • 自重は、10(m) * 10(m) * 0.5(m) * 77(kN/m3) = 3850(kN)
 結果
隅角節点4つと中間節点4つの鉛直方向支点反力の結果を掲載します。

1分割(プリミティブが1個)
画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
(支点反力)
合計=3850 kN
隅角節点1 -321 kN 中間節点1 1283 kN
隅角節点2 -321 kN 中間節点2 1283 kN
隅角節点3 -321 kN 中間節点3 1283 kN
隅角節点4 -321 kN 中間節点4 1283 kN

10×10分割(プリミティブが100個)
画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
(支点反力)
合計=3850 kN
隅角節点1 160 kN 中間節点1 803 kN
隅角節点2 160 kN 中間節点2 803 kN
隅角節点3 160 kN 中間節点3 803 kN
隅角節点4 160 kN 中間節点4 803 kN

20×20分割(プリミティブが400個)
画像をクリックすると大きな画像が表示されます。
(支点反力)
合計=3850 kN
隅角節点1 154 kN 中間節点1 808 kN
隅角節点2 154 kN 中間節点2 808 kN
隅角節点3 154 kN 中間節点3 808 kN
隅角節点4 154 kN 中間節点4 808 kN
 考察
  1. 反力は、どの分割数においても中間節点が大きく、隅角節点が小さい傾向です。
  2. 1分割モデルでは、中間節点に過大な反力がでており、それを打ち消すために隅角節点には負の反力が発生しています。
  3. 精度の落ちる1分割でも、合計反力は他の細分割モデルと同じになっていることは重要です。1要素としては力の釣り合いがとれていると言えます。しかし、1要素内を細かく観察すると負の反力が発生するという問題が露呈しています。
  4. 10分割と20分割では、差が数パーセントです。支点反力に着目した場合は、10分割でも十分に適切と考えられます。
 まとめ
一般に、モデル全体の節点数が増えると計算時間が長くなり、多くの結果が得られて取り扱いに苦労します。精度のよい範囲内で極力節点数を抑えたいところです。しかし、どのような場合にも通用する適切な分割数はありません。上記のように分割数を変えてみて結果が変化しなくなるような領域を把握することが有限要素解析では大切な作業になります。

     
前ページ    インデックス    次ページ
(Up&Coming '13 夏の号掲載)
戻る
Up&Coming

FORUM8


お問合せ窓口




[ ユーザー紹介 ]
中国船級社
[ お知らせ ]
FORUM8デザインフェスティバル2017-3Days+Eveのご案内






>> 製品総合カタログ


>> プレミアム会員サービス
>> ファイナンシャルサポート

最近リリースした製品
UC-win/Road (Simulink連携
プラグイン・オプション)
FEMLEEG Ver.8
洪水吐の設計計算 Ver.3
H29道示対応
UC-BRIDGE橋台橋脚
ラーメン橋脚設計ラーメン橋脚
設計計算
震度フーチング
基礎深礎フレーム
UC-win/Road(ログデータUDP
受信オプション)

キャンペーン実施中
H29道路橋示方書対応リリース
記念、複数同時購入割引
UC-win/Road Ver.12 PSQ
認証取得
オータムFPBポイント倍増

セミナー・イベントカレンダー
開催間近のセミナー
10/20  Engineer's Studio(R)活用
10/24  レジリエンスデザイン・ 
 CIM系解析支援体験
10/26  UC-win/Roadクリエイター
 入門(岩手)
10/27  下水道耐震設計体験

ソフトウェア/支援サービス
VRソフト(バーチャルリアリティ)
《UC-winシリーズ》
・道路・シミュレータ
・ドライブ・シミュレータ
・マイクロ・シミュレーション
・避難解析・シミュレーション
>>その他VRソフト
FEM解析ソフト
・3次元プレート動的非線形解析
・2次元動的非線形解析
・総合有限要素法解析システム
>>その他FEM解析ソフト
土木・建築・設計ソフト
《UC-1シリーズ》
・構造解析/断面
・橋梁上部工
・橋梁下部工
・基礎工
・仮設工
・道路土工
・港湾
・水工
・地盤解析
・CALS/CAD
・維持管理・地震リスク
・建築/プラント
・船舶/避難
>>その他土木・建築・設計ソフト
SaaS/クラウド
《スパコンクラウド®》
・スパコンクラウドサービス
《VR-Cloud®》
・リアルタイムVRシステム
《UC-1 for SaaS》
・FRAME面内
・FRAMEマネージャ
・RC断面計算
・UC-Draw
・電子納品支援ツール
・グループウェア/事務処理
・ファイル転送サービス機能
・UC-1 クラウドサービス
解析支援サービス/サポート
・UC-win/Roadサポートシステム
・設計成果チェック支援サービス
・Engineer's Studio®解析支援
・地盤解析支援サービス
・EXODUS/SMARTFIRE解析支援
・xpswmm解析支援サービス
・建物エネルギーシミュレーション
・3Dレーザスキャン・モデリング
・3D模型サービス
・3D報告書・図面サービス
>>その他支援サービス
各種ソリューション
・耐震診断/解析
・鋼橋設計
・橋梁新工法
・建築設計
・自治体
・医療系VRシステム
・パーキングソリューション
・ECOソリューション
>>その他ソリューション