非線形静解析 (超弾性2)
非線形静解析 (超弾性その2)
本解析の実施には、tutorial/04_hyperelastic_spring のデータを用います。
解析対象
解析対象はスプリングで、形状を図4.4.1に、メッシュデータを図4.4.2に示します。
| 項目 | 内容 | 備考 | 参照 |
|---|---|---|---|
| 解析の種別 | 非線形静解析(超弾性) | !SOLUTION,TYPE=NLSTATIC | |
| 節点数 | 78,771 | ||
| 要素数 | 46,454 | ||
| 要素タイプ | 10節点四面体二次要素 | !ELEMENT,TYPE=342 | |
| 材料物性名 | MAT1 | !MATERIAL,NAME=MAT1 | |
| 材料性質 | HYPERELASTIC | !HYPERELASTIC,TYPE=ARRUDA-BOYCE | |
| 境界条件 | 拘束/強制変位 | ||
| 行列解法 | CG/SSOR | !SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1 |
図4.4.1 スプリングの形状
図4.4.2 スプリングのメッシュデータ
解析内容
図4.4.1に示す拘束面の変位を拘束し、強制面に変位を与える応力解析を実施します。超弾性の材料構成式にはArruda-Boyceモデルを用います。解析制御データを以下に示します。
解析制御データ spring.cnt
# Control File for FISTR
## Analysis Control
!VERSION
3
!SOLUTION, TYPE=NLSTATIC
!WRITE,RESULT
!WRITE,VISUAL
## Solver Control
### Boundary Conditon
!BOUNDARY, GRPID=1
LOADS, 2, 2, -5.0
FIX, 1, 3, 0.0
### STEP
!STEP, SUBSTEPS=1, CONVERG=1.0e-5
BOUNDARY, 1
### Material
!MATERIAL, NAME=MAT1
!HYPERELASTIC, TYPE=ARRUDA-BOYCE
0.71, 1.7029, 0.1408
### Solver Setting
!SOLVER,METHOD=CG,PRECOND=1,ITERLOG=YES,TIMELOG=YES
10000, 1
1.0e-8, 1.0, 0.0
## Post Control
!VISUAL,metod=PSR
!surface_num=1
!surface 1
!output_type=VTK
!END
解析手順
FrontISTRの実行コマンド fistr1 を実行します。
$ cd FrontISTR/tutorial/04_hyperelastic_spring
$ fistr1 -t 4
(4スレッドで実行)
解析結果
変位のコンターを付加した変形図をREVOCAP_PrePostで作成して図4.4.3に示します。また、解析結果の数値データとして、解析結果ログファイルの一部を以下に示します。
図4.4.3 変形および変位の解析結果
解析結果ログ 0.log
fstr_setup: OK
#### Result step= 0
##### Local Summary @Node :Max/IdMax/Min/IdMin####
//U1 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//U2 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//U3 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//SMS 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
##### Local Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
//E11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//SMS 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
##### Global Summary @Node :Max/IdMax/Min/IdMin####
//U1 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//U2 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//U3 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//SMS 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
##### Global Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
//E11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//E31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S11 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S22 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S33 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S12 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S23 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//S31 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
//SMS 0.0000E+00 1 0.0000E+00 1
#### Result step= 1
##### Local Summary @Node :Max/IdMax/Min/IdMin####
//U1 2.6070E-01 42179 -2.4651E-01 44163
//U2 2.0567E-02 14512 -5.0036E+00 44753
//U3 6.6559E-02 15443 -6.6862E-01 44664
//E11 4.1026E-03 1015 -4.5809E-03 3429
//E22 2.3030E-03 42626 -1.5152E-03 44761
//E33 4.1949E-03 23553 -5.0169E-03 27938
//E12 1.3348E-02 55149 -1.3381E-02 56829
//E23 2.7881E-02 48353 -1.9534E-02 48322
//E31 1.0861E-02 47938 -8.8803E-03 9493
//S11 8.4247E-03 8264 -9.1017E-03 8501
//S22 1.0769E-02 56772 -6.3921E-03 56787
//S33 1.3881E-02 56764 -1.2778E-02 42632
//S12 1.2396E-02 55149 -1.2434E-02 56829
//S23 2.5880E-02 48353 -1.8138E-02 48322
//S31 1.0081E-02 47938 -8.2435E-03 9493
//SMS 4.9638E-02 48353 2.8482E-04 66578
##### Local Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
//E11 3.9156E-03 34074 -4.3403E-03 16932
//E22 1.8391E-03 23282 -1.2721E-03 56220
//E33 3.9490E-03 45925 -4.4530E-03 34145
//E12 1.2578E-02 45680 -1.1729E-02 19492
//E23 2.0534E-02 40739 -1.3512E-02 24172
//E31 9.4162E-03 32786 -7.6149E-03 44971
//S11 7.7882E-03 25880 -8.2932E-03 45925
//S22 6.8884E-03 23275 -6.1373E-03 49821
//S33 9.9242E-03 59974 -9.5475E-03 31626
//S12 1.1679E-02 45680 -1.0893E-02 19492
//S23 1.9071E-02 40739 -1.2534E-02 24172
//S31 8.7376E-03 32786 -7.0660E-03 44971
//SMS 3.5586E-02 40739 4.1161E-04 40537
##### Global Summary @Node :Max/IdMax/Min/IdMin####
//U1 2.6070E-01 42179 -2.4651E-01 44163
//U2 2.0567E-02 14512 -5.0036E+00 44753
//U3 6.6559E-02 15443 -6.6862E-01 44664
//E11 4.1026E-03 1015 -4.5809E-03 3429
//E22 2.3030E-03 42626 -1.5152E-03 44761
//E33 4.1949E-03 23553 -5.0169E-03 27938
//E12 1.3348E-02 55149 -1.3381E-02 56829
//E23 2.7881E-02 48353 -1.9534E-02 48322
//E31 1.0861E-02 47938 -8.8803E-03 9493
//S11 8.4247E-03 8264 -9.1017E-03 8501
//S22 1.0769E-02 56772 -6.3921E-03 56787
//S33 1.3881E-02 56764 -1.2778E-02 42632
//S12 1.2396E-02 55149 -1.2434E-02 56829
//S23 2.5880E-02 48353 -1.8138E-02 48322
//S31 1.0081E-02 47938 -8.2435E-03 9493
//SMS 4.9638E-02 48353 2.8482E-04 66578
##### Global Summary @Element :Max/IdMax/Min/IdMin####
//E11 3.9156E-03 34074 -4.3403E-03 16932
//E22 1.8391E-03 23282 -1.2721E-03 56220
//E33 3.9490E-03 45925 -4.4530E-03 34145
//E12 1.2578E-02 45680 -1.1729E-02 19492
//E23 2.0534E-02 40739 -1.3512E-02 24172
//E31 9.4162E-03 32786 -7.6149E-03 44971
//S11 7.7882E-03 25880 -8.2932E-03 45925
//S22 6.8884E-03 23275 -6.1373E-03 49821
//S33 9.9242E-03 59974 -9.5475E-03 31626
//S12 1.1679E-02 45680 -1.0893E-02 19492
//S23 1.9071E-02 40739 -1.2534E-02 24172
//S31 8.7376E-03 32786 -7.0660E-03 44971
//SMS 3.5586E-02 40739 4.1161E-04 40537