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非線形接触動解析

非線形接触動解析

本解析の実施には、tutorial/14_dynamic_plate_contact のデータを用います。

解析対象

解析対象は床面への角材の落下衝撃解析で、形状を図4.14.1に、メッシュデータを図4.14.2に示します。

項目 内容 備考 参照
解析の種別 非線形接触動解析 !SOLUTION,TYPE=DYNAMIC !DYNAMIC,TYPE=NONLINEAR !CONTACT
節点数 10,712
要素数 8,232
要素タイプ 8節点六面体要素 !ELEMENT,TYPE=361
材料物質名 M1, M2 !MATERIAL,NAME=M1 !MATERIAL,NAME=M2
材料性質 ELASTIC, PLASTIC !ELASTIC !PLASTIC
境界条件 拘束, 初期速度 !VELOCITY,TYPE=INITIAL
行列解法 直接法 !SOLVER,METHOD=MUMPS

床面と角材の形状

図4.14.1 床面と角材の形状

床面と角材のメッシュデータ

図4.14.2 床面と角材のメッシュデータ

解析内容

解析対象の角材に初期速度4427mm/sを設定し、接触動解析を実施します。解析制御データを以下に示します。

解析制御データ plateToGround.cnt

!!
!! Control File for FISTR
!!
!VERSION
 3
!WRITE,LOG,FREQUENCY=10
!WRITE,RESULT,FREQUENCY=10
!SOLUTION, TYPE=DYNAMIC
!DYNAMIC, TYPE=NONLINEAR
 1 , 1
 0.0, 1.0, 200, 1.0000e-8
 0.65, 0.330625
 1, 1, 0.0, 0.0
 20, 2621, 1
 1, 1, 1, 1, 1, 1
!BOUNDARY, GRPID = 1
  bottom, 1, 3, 0.0
!VELOCITY, TYPE = INITIAL
  plate, 3, 3, -4427.0
!CONTACT_ALGO, TYPE=SLAGRANGE
!CONTACT, GRPID=1, INTERACTION=FSLID
  CP1, 0.0, 1.0e+5
!STEP, CONVERG=1.0e-8, ITMAX=100
 BOUNDARY, 1
 CONTACT, 1
!MATERIAL, NAME = M1
!ELASTIC
2.00000e+5, 0.3
!PLASTIC
 1.0e+8, 0.0
!MATERIAL, NAME = M2
!ELASTIC
 1.16992e+5, 0.3
!PLASTIC
 70.0, 0.0
!SOLVER,METHOD=MUMPS
!END

解析結果

落下衝撃時のミーゼス応力のコンター図を図4.14.3に示します。 また、解析結果の数値データとして、モニタリング節点のエネルギー出力ファイル(dyna_energy.txt)の一部を以下に示します。

落下衝撃時のミーゼス応力

図4.14.3 落下衝撃時のミーゼス応力

モニタリング節点のエネルギー dyna_energey.txt

  time step     time      kinetic energy   strain energy   total energy
         0  0.0000E+000     9.7816E-003     0.0000E+000     9.7816E-003
         1  1.0000E-008     9.7756E-003     4.9470E-006     9.7806E-003
         2  2.0000E-008     9.7654E-003     1.4636E-005     9.7800E-003
         3  3.0000E-008     9.7566E-003     2.2609E-005     9.7792E-003
         4  4.0000E-008     9.7505E-003     3.7965E-005     9.7884E-003
         5  5.0000E-008     9.7425E-003     6.4932E-005     9.8074E-003
         6  6.0000E-008     9.7214E-003     8.4571E-005     9.8060E-003
         7  7.0000E-008     9.7139E-003     9.0613E-005     9.8045E-003
         8  8.0000E-008     9.7184E-003     1.0958E-004     9.8280E-003
         9  9.0000E-008     9.7175E-003     1.5717E-004     9.8747E-003
        10  1.0000E-007     9.6909E-003     1.7998E-004     9.8709E-003
        11  1.1000E-007     9.6917E-003     1.9733E-004     9.8890E-003
        12  1.2000E-007     9.7137E-003     2.2403E-004     9.9377E-003
        13  1.3000E-007     9.6813E-003     2.4397E-004     9.9253E-003