作成日 : 2003-07-22

文書番号 : C3-0015

イッツキャド３FEM

イッツキャドFEMに追加されている弾性二次元解析の使い方を説明します。

１．要素入力

1. メニューの[構造解析(Ｆ)]を選択すると図８のようなメニューが出てきます。二次元要素解析に関する作業は主にこのメニューの中で行います。
   図8
2. [座標の入力(Ｍ)]を選択します。図面上の任意の位置にマウスを合わせ、左クリックするとマークが描画されます。このマークがメッシュを作るときの要素(線)の接点になります。
3. [線の入力(Ｅ)]を選択し、マークどうしを要素(線)でつなげてメッシュを作ります。マークをつながずにそのままメッシュを作ることもできます。通常の線を引くコマンドではメッシュを作ることはできません.
4. [メッシュ(－)]を選択し、4つの点をつないで4角形を作ると選択範囲に部分メッシュを作成します。中を自動的にメッシュにすることもできます。中に作るメッシュの分割数は[設定(Ｉ)]で決めることができます。
5. メッシュができたら、[要素決定(Ｋ)]を選択します。メッシュのある図面をクリックすると、接点に接点番号がつき、3角形と4角形に要素番号がつきます。接点番号と要素番号のレイヤーは [設定(Ｉ)]で決めることができます。
6. 要素決定が終了したら[接点データの設定(Ａ)]を選択し、接点を指定します。図９のようなダイアログボックスが表示されますので、各項目にそれぞれ必要事項を入力します。
   図9
   
   入力項目
   ・ 集中過重
   ・ 接点拘束
   ・ 傾斜拘束
   ・ バネ拘束
7. [分布過重の設定(Ｊ)]を選択し、要素(線)の始点と終点を指定すると、図１０のようなダイアログボックスが表示されますので、指定した要素(線)にかかる分布過重を入力してください。
   図10
8. [材料登録(Ｔ)]を選択すると図１１のようなダイアログボックスが表示されますので、材料に関するデータを入力します。ここで入力したデータは[材料選択]で選べます。 10種類の材料まで登録しておくことができます。
   図11
   
   入力項目
   ・ ヤング率
   ・ ポアソン比
   ・ 板厚
9. [材料選択(Ｒ)]を選択し、要素番号を選択すると、(接点番号には、材料を指定できませんので注意して下さい。)図１２のようなダイアログボックスが表示されますので、 [材料登録]で作った材料を選んでください。
   図12
   
   これで要素データは完成します

２．弾性二次元解析の計算

1. [保存(Ｓ)]を選択して要素データの完成したページを選ぶと図１３の保存用のダイアログボックスが出てくるのでファイル名を入力して保存します。このとき拡張子には".hei"がつきます。保存していないと計算はすることはできません。
   図13
2. [計算(C)]を選択してページを選ぶと図１４のファイルを開くダイアログボックスが出てくるので保存しておいたファイルを選んでください。計算用のプログラムが起動し計算します。計算結果は拡張子を".hou"のファイルに出力されます。
   図14
   
   ※ このときデータがメッシュや入力した設定が正しくない場合、計算できないことがあります。また、計算は別のプログラムで行うので終了したことを確認してから次の作業に移ってください。

３．弾性二次元解析の計算表示

1. [表示(D)]を選択して計算結果を表示したい図面を選ぶと図7のダイアログボックスが出てくるので、拡張子に".hei"のついたファイルを選びます。計算が終了してないと開くことができません。
2. ファイルを開くと図１５のようなダイアログボックスが表示されますので、変位、応力、主応力、反力のうち表示させたいものをチェックし、倍率を入力してOKを押します。
   図15
3. 接点番号と要素番号のチェックをはずすと表示しなくなります。
4. OKを押した後でも画面をクリックすると図8のダイアログボックスが繰り返し出てきます。
5. [設定(I)]を選択すると図１６のダイアログボックスが表示され、変位、応力、主応力、反力、接点番号、要素番号のそれぞれのレイヤーを指定することができます。
   図16
   
   弾性二次元解析の表示例
   
   1. 変位
   
   
   2.応力
   
   
   3.主応力
   
   
   4.反力
   
   
   弾性二次元解析の入力データ
   
   平面要素解析のデータ
   
   1 2 1.000000 1.000000 0.000000
   
   10 1
   
   500 0.3 500 0.3
   0 0 0 0
   0 0 0 0
   0 0 0 0
   0 0 0 0
   0 0 0 0
   0 0 0 0
   0 0 0 0
   0 0 0 0
   0 0 0 0
   11 11 230 190 11
   2 1 3 0 1
   4 2 3 0 1
   4 3 6 0 1
   5 4 8 0 1
   6 7 4 0 1
   7 8 4 0 1
   9 6 3 0 1
   10 7 6 0 1
   8 7 11 0 1
   10 6 9 0 1
   10 11 7 0 1
   140 120
   140 160
   180 120
   180 160
   180 180
   200 140
   200 160
   200 180
   220 120
   220 160
   220 180
   2
   5 2 30
   11 2 10
   0
   5
   9 0
   -9 0
   1 0
   -1 0
   2 0
   0
   0
   
   
   弾性二次元解析の出力データ
   
   *********************
   変 位 の 結 果 出 力
   *********************
   節点番号 　Ｘ軸方向変位 Ｙ軸方向変位
   [cm] [cm]
   1 .0000000E+00 .0000000E+00
   2 .0000000E+00 .3698606E-01
   3 .1418125E-01 .1355096E+00
   4 .8063599E-02 .1609335E+00
   5 .8148382E-01 .2764667E+00
   6 .2047886E-01 .1080925E+00
   7 .1353530E-01 .1454144E+00
   8 .4101700E-01 .1864554E+00
   9 .0000000E+00 .0000000E+00
   10 .8400876E-02 .1261962E+00
   11 .2842326E-01 .1627980E+00
   
   *********************
   歪 み の 結 果 出 力
   *********************
   要素番号 σ・ σ・ τ・・
   1 .3545313E-03 .9246515E-03 .3387739E-02
   2 .2015900E-03 .6355987E-03 .2945745E-02
   3 .4678216E-03 .6355987E-03 -.2159396E-02
   4 -.2023341E-02 .5776659E-02 -.8295521E-03
   5 .2735848E-03 .1866100E-02 -.1123132E-02
   6 .2735848E-03 .2052049E-02 .5981317E-03
   7 -.3545313E-03 .2016883E-02 -.2718328E-02
   8 -.2567210E-03 .1866100E-02 -.1308091E-02
   9 -.6296870E-03 .2052049E-02 .1912142E-03
   10 -.8139209E-03 .3154905E-02 -.2039696E-02
   11 -.2567210E-03 .1830091E-02 .4020622E-04
   
   *********************
   応 力 の 結 果 出 力
   *********************
   要素番号 σ・ σ・ τ・・
   [kg/cm^2] [kg/cm^2] [kg/cm^2]
   1 .3472125E+00 .5664895E+00 .6514883E+00
   2 .2155327E+00 .3824592E+00 .5664895E+00
   3 .3618138E+00 .4263435E+00 -.4152684E+00
   4 -.1595293E+00 .2840471E+01 -.1595293E+00
   5 .4579202E+00 .1070426E+01 -.2159868E+00
   6 .4885712E+00 .1172596E+01 .1150253E+00
   7 .1376559E+00 .1049739E+01 -.5227553E+00
   8 .1665434E+00 .9830128E+00 -.2515560E+00
   9 -.7731966E-02 .1023705E+01 .3677195E-01
   10 .7282993E-01 .1599301E+01 -.3922493E+00
   11 .1606079E+00 .9632280E+00 .7731966E-02
   
   ************************
   主 応 力 の 結 果 出 力
   ************************
   要素番号 σ1 σ2 θ
   [kg/cm^2] [kg/cm^2] [度]
   1 .1117500E+01 -.2037984E+00 49.78
   2 .8716009E+00 -.2736090E+00 49.19
   3 .8105986E+00 -.2244129E-01 132.78
   4 .2848930E+01 -.1679886E+00 93.04
   5 .1138928E+01 .3894183E+00 107.60
   6 .1191421E+01 .4697467E+00 80.71
   7 .1287417E+01 -.1000223E+00 114.45
   8 .1054295E+01 .9526167E-01 105.82
   9 .1025014E+01 -.9041267E-02 87.96
   10 .1694196E+01 -.2206502E-01 103.60
   11 .9633025E+00 .1605335E+00 89.45
   
   *********************
   反 力 の 結 果 出 力
   *********************
   拘束節点番号 　反力の大きさ
   [kg]
   9 .113E+02
   -9 -.356E+02
   1 -.200E+02
   -1 -.244E+02
   2 .872E+01