FEM_BLOCK:使用方法ver1.06

Ver1.06になり静解析機能が追加されましたので使用方法をまとめておきます。

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_data.txt、setting.txtが必要です。
・input_data.txtの名前は自由ですが中身の記述フォーマットは変更しないで下さい。
 読み込みが正常に行われなくなります。
・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
femblock_ver105_command_window1.jpg

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「input_data.txt」を開きます。(ファイル名は任意です。)
・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_p(材料の密度)
   SI単位で入力します。

  material_E(材料のヤング率)
   SI単位で入力します。

  material_nyu(材料のポアソン比)
   値を入力します。

  mode_num(求めるモード数)
   低次からの数を入力します。
   剛体モード数も含みます。
   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_num(パート数)
   ver1.05では上限は100です。
   複数の直方体形状の結合が可能です。
   ブロック積み木感覚で形状を作成してください。

  length_division_origin(形状の情報)
  Lx Ly Lz dx dy dz Ox Oy Oz
   ・Lx Ly Lz(構造物の寸法、x、y、z)
     [m]単位で入力します。
     ※直方体形状しか解析できません。

   ・dx dy dz(分割数、x、y、z)
    値を整数で入力します。
    全てのパート同士の結合面において
    メッシュサイズが等しくなるようにして下さい。

   ・Ox Oy Oz(原点座標、x、y、z)
     [m]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)
  Nbc
  Plane Range_type Xmin Xmax Ymin Ymax Zmin Zmax
  
    ・Nbc:固定境界条件の数(数値で入力)
    ・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)
  Nforce
  F_dir F_value x y z

    ・Nforce:節点荷重の数(数値で入力、1方向ごとの数)
    ・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
femblock_input_data_v106_01.jpg
femblock_input_data_v106_02.jpg

データファイル名の入力
femblock_ver105_command_window2.jpg

形状の表示
femblock_ver106_glui_window2.jpg

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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