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FEM_BLOCK:使用方法ver1.09(b)

FEM_BLOCK ver1.09(b)の使用方法です。
1.起動
2.解析準備(Pre-processing)
3.解析実行(Analysis)
4.結果表示
5.解析結果の再表示(Post-processing)


1.起動
・FEM_block_ver~.exeをダブルクリックするとスタートします。
・同フォルダにglut32.dll、(inputデータファイル).txt、setting.txtが必要です。
・inpuデータファイルの名前は自由です。
・中身の記述フォーマットは変更しないで下さい。読み込みエラーになります。
・以下のように2つのWindowが立ち上がります。

コマンドプロンプト


メインウィンドウ
femblock_ver106_glui_window1.jpg

2.解析準備(Pre-processing)
・まず物性値と形状情報が記載された入力データファイルを作成します。
・サンプルの入力データファイル「samp109.txt」を開きます。
 (ファイル名は任意変更可)
・入力データファイルの中身は下図のようになっています。
・文字部分は変更せず、数値部分を修正して物性値、形状等の変更を行います。
・各数値の意味は以下のとおりです。

  material_info(材料定数の情報)
   ρ  E  ν
   ・ρ:密度
   ・E :ヤング率
   ・ν:ポアソン比
   ※全てSI単位で入力します。

  mode_num(固有振動数解析で求めるモード数)
   低次からの数を入力します。
   固有振動数解析を行わない場合も適当な数を入力してください。
   上限値は100です。

  iteration(固有値解析の繰り返し回数)
   現状では100回でまあまあ収束すると思います。

  part_info(形状の情報)
  PART_TYPE [ L ] [ d ] [O] [Ang]
   ・PART_TYPE(形状の種類)
     RECT:直方体
     CYLI :円柱
     CYLI2RECT:円形穴あき直方体
     HOLLOWRECT:中空梁
     HOLLOWCYLI:円筒
     TRAPEZOID:台形柱
     TRIPOLE:三角柱
     ※異なる形状の結合も可能ですが結合面のメッシュサイズが
      同じになるように分割数を調整して下さい。
   ・[ L ] (寸法)
     直方体:Lx Ly Lz (3方向長さ、x、y、z)
     円柱: R L (半径、長さ)
     円形穴あき直方体: W R L (正方形断面長さ、穴半径、穴深さ)
     中空梁: b h t L (梁断面幅、高さ、厚さ、梁長さ)
     円筒: r t L(外径半径、厚さ、円筒長さ)
     台形柱: b1 t b2 h L
         (断面底辺長さ、上辺offset量、上辺長さ、高さ、柱長さ)
     三角柱: b1 Ang b2 L
         (断面底辺[辺1]長さ、辺1-2角度[deg]、辺2長さ、柱長さ)
     ※[m]単位で入力します。

   ・[ d ] (各方向、長さに対する分割数)
     直方体: dx dy dz (x、y、z)
     円柱: dR dL (半径方向、長さ)
     円形穴あき直方体: dt dR dL (穴-縁間の、穴半径方向、穴深さ)
     中空梁: db(※) dh(※) dt dL (梁断面幅、高さ、厚さ、梁長さ)
     円筒: da dt dL (外径円周1/4長さの、厚さ、円筒長さ)
     台形柱: db dh dL (断面方向、断面高さ、柱長さ)
     三角柱: db(※) dL (断面1辺の、柱長さ)
     →値を整数で入力します。
     ※偶数のみ有効です。奇数は使えません。
     
   ・[O] (パート原点座標、x、y、z)
     [m]単位で入力します。

   ・[Ang] (パート姿勢表現ZXZオイラー角:φ、θ、ψ)
     [deg]単位で入力します。

  パートの数だけ同様に記述します。
  それぞれのパートが結合箇所を持つように配置して下さい。
  物体が2つ以上に分かれていると解析できません。

  boundary_condition(固定境界条件)
  Plane Range_type Xmin Xmax Ymin Ymax Zmin Zmax
  
    ・Plane:固定する平面(xy、yz、xzのどれか)
    ・Range_type:無限の範囲→inf、 範囲を指定する→area
    ・Xmin Xmax... :範囲の下限値、上限値または平面座標値を入力します。
            ※infの場合は平面の範囲は0.0でよい。
             平面座標値(xyだったらzの値)はmin,maxとも同じ値を入力

  apply_force(荷重条件)
  F_dir F_value x y z

    ・F_dir:荷重方向(x、y、zのどれか)
    ・F_value:荷重の値(数値で入力、-方向の場合は-をつける)
    ・x y z:荷重を与える節点の座標値

・入力が完了したらメインウィンドウ右のタブ列の中の「Pre-processing」を
 展開します。
・「Read I/P file」ボタンをクリックします。
・コマンドプロンプトにて入力データファイル名が聞かれるので入力します。
・メインウィンドウに形状が表示されます。
・視点の変更等は下段のパネルで行います。
  移動パネルの説明
   Objects:回転(グリグリして調整)
   XY:XY移動(上下で調整)
   Z:Z移動(上下で調整)
・形状等を変更したければ入力データファイルを修正して再度「Read I/P file」
 ボタンをクリック、ファイル名を入力します。
・所望の形状になるまで繰り返しが可能です。


データファイル
・サンプル


データファイル名の入力


形状の表示
・サンプル(samp108.txt)


3.解析実行(Analysis)

メインウィンドウ右列の「Analysis」を展開します。
・固有振動数解析を行う場合はラジオボタンの「Eigen」を選択します。
・静解析を行う場合はラジオボタンの「Static」を選択します。
選択をしたら「Execution」ボタンを押します。
解析が始まり、終了すると結果が表示されます。
「固有振動数解析」
 計算過程を観察して固有振動数があまり収束していないようだったら
 入力データファイルの「Iteration」の値を大きくしてみてください。
 モデル規模、計算モード数にもよりますが経験的に100で
 大体収束すると思われます。
 100でも全く収束していない場合は本プログラム性能の限界ということで
 ご勘弁頂きたいと思います。
解析結果は作業フォルダに「result.txt」ファイルとして出力されます。
結果ファイルには節点座標、要素情報、固有振動数、固有モード(静解析の場合は
変位、応力等)、境界条件等が出力されます。
ファイル名は任意に変更して構いません。
変更をしないと次の解析実行後に上書きされます。

4.結果表示(Analysis)

「固有振動数解析」
 解析が終了すると自動的にモード形が表示されます。
 メインウィンドウ右列の「Eigen Analysis」タブを展開します。
 モード形の次数は「Mode No.」の上下ボタンまたは直接数字を入力して
 変更してください。
 モード形の変形振幅は同様に「Scale」の上下ボタンまたは直接数字を
 入力して変更してください。
 「Wireframe」ボックスにチェックを入れるとコンター表示面が消えて
 ワイヤーフレームでモード形が表示されます。

「静解析」
 解析が終了すると自動的に変位が表示されます。
 メインウィンドウ右列の「Static/Stress」タブを展開します。
 変位に対してコンター表示を以下から選択できます。
 ・Disp 節点変位絶対値
 ・Mises 節点Mises応力値
 ・Stress~ 節点各種応力値
 ・Strain~ 節点各種ひずみ値

また「Options」タブで不必要な表示を消すこともできます。
 ・Draw Part : 構造物の表示
 ・Draw axes : 座標原点のxyz軸表示
 ・Draw B.C. : 固定境界条件面の表示
 ・Draw text : 固有振動数値の表示
 ・Draw Force : 荷重ベクトルの表示

その他のボタン
「Control Panel」タブ
 ・Hide :下列の移動ボタンの非表示
 ・Show :下列の移動ボタンの表示

固有振動数解析結果
femblock_ver106_glui_window3.jpg

静解析結果
femblock_ver106_f.jpg

5.解析結果の再表示(Post-processing)

解析を行わずに、過去に行った解析の結果を見ることもできます。
プログラム起動後にメインウィンドウ右列の「Post-processing」を
クリックします。
結果ファイル名が聞かれるので入力します。
後は上記の結果表示と同様にモード形、変形図を見ることができます。

以上です。


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