前書き
の FEプレートモデル SkyCiv 有限要素を使用する面荷重のタイプ (FE) エリア全体の荷重をその支持部材にかかる荷重と等価に分散するソルバー.
FE プレートのサブモデルが自動的に構築および分析されます, 部材のせん断力図は等価部材荷重を決定するために使用されます。.
FE プレート サブモデルの面荷重には、他の面荷重タイプに比べて次の利点があります。:
- 複雑なポリゴンも扱える
- 連続部材の部分に荷重を分散できる
- 開いたエッジを持つ形状を処理できる
FE プレート サブモデルには次の制限があります。:
- 荷重は単一の「ベイ」に適用できます (ポリゴン) のみ
計算方法 – FEプレートサブモデル
FE プレートのサブモデルは次の方法で自動的に作成されます.
面荷重は次のように定義されます。 コーナーノードID:
これらを踏まえると コーナーノードID, 周囲のメンバーが検出され、サブモデルに追加されます (内装メンバーは ない 検出または追加されました). で コーナーノード, ピンサポートが追加されました:
エリア内にプレートが作成されます. プレートが噛み合って圧力荷重がかかる:
モデルは解決されました, 部材のせん断力の図を与える, サポート反応だけでなく:
等価荷重は、せん断力の図を見て決定されます。, 反応も同様に.
せん断力図の各段階の変化により、等価点荷重の値が得られます。. サポートポイントにて, せん断力ステップと反力の組み合わせを使用して等価点荷重が計算されます。.
構造 3D での FE プレート モデルの領域荷重の操作
FE プレート モデルの面荷重は、面荷重の下にあります。, タイプ＝FEプレートモデル.
次の入力が必要です:
- コーナーノードID – a list of nodes in the model.
- ノードは閉じた領域を形成する必要があります
- メンバーがすべてのエッジに存在する必要はありません
- 各ノードには少なくとも 1 つのメンバーが接続されている必要があります
- 圧力の大きさ
- 加えられる圧力 (領域に対して垂直)
- プレート材質ID
- S3Dモデル内のマテリアルのID, FE プレート サブモデルのプレートに使用されます
- 板厚
- FE プレート サブモデルのプレートの厚さ
- 負荷グループ
- この荷重の荷重グループの名前
負荷を分散する
他の面荷重タイプとは異なります, FE プレートのモデル領域の荷重がモデリング中に自動的に分散されない, FE プレート モデル領域の荷重では SkyCiv 有限要素ソルバーを実行する必要があるため.
FE プレート モデルの領域荷重はユーザーが手動で分散できます。:
- 個別エリア負荷の場合, 左側のメニューのボタンを使用する
- 一度に複数のエリアをロードする場合, から エリア荷重の差異を確認する
単一 FE プレート モデルの領域荷重の手動配分
FEプレートモデルのエリア荷重は手動で分散可能, 個々のエリア負荷の場合, 左側のメニューのボタンを使用する:
複数の FE プレート モデル領域荷重の手動配分
FEプレートモデルのエリア荷重は手動で分散可能, 一度に複数のエリアをロードする場合, から エリア荷重の差異を確認する ダイアログ. このダイアログは、 ツール メニュー。:
分散したい荷重を選択してください, をクリックし、「選択した行を再計算」を選択します。.
ソルブ時の Fe プレート モデル領域荷重の自動配分
手動で分散されていない FE プレート モデル領域の荷重は、解析の実行時に自動的に分散されます。.
選択する 解決する その後、必要な分析を行います, 配布は自動的に実行されます.
入力
FE プレート領域荷重には、分布とその結果として生じる等価点荷重に影響を与えるさまざまな入力があります。.
板厚
板厚フィールドは、FE サブモデルの板の厚さを設定します。. 一般的に, より薄い厚さを使用する場合, 周囲のメンバーに荷重が分散されます.
それ以上の厚みを使用する場合, 荷重はプレートの角に分散されます.
下の画像では, 左側の領域の荷重の厚さは 3 んん, 右側の領域の荷重の厚さは 300 んん:
議論したように, 左側の領域に負荷がかかることがわかります。, 厚みが薄い, メンバーのスパン全体にわたって十分な負荷がかかる. 右側エリアの負荷, 厚さが厚いと、ほとんどの荷重が角にかかります.
コーナーでの揚力についての議論用, 「荷重分布に対するプレートのねじり剛性の影響」のセクションを参照してください。.
高度な入力
詳細設定を展開すると、次の追加の入力プロパティが表示されます。:
- プレートのねじり剛性 – はい/いいえ
- FE プレート サブモデルのプレートがねじり剛性を持つ必要があるかどうか
- プレート軸の回転 – 度単位の角度
- FE プレート サブモデルのプレート軸の回転
- セグメント数
- メンバーを分割するために使用されるセグメントの数, メッシュサイズに影響を与える
プレートのねじり剛性
FE プレート サブモデルのプレートのねじり剛性は、このオプションを使用して有効または無効にできます。. 「いいえ」を選択した場合, 次の低減係数が FE プレート サブモデルのプレートに適用されます。:
プレートのねじり剛性が荷重分布に及ぼす影響
プレートのねじり剛性は荷重の分散に影響します, 特にプレートの角での逆方向の力を排除します。. 次の画像では, 面積荷重が適用されるのは 2 4×4 平方メートル.
左側の面荷重はプレートのねじり剛性を持ちます, 右側の領域荷重にはプレートのねじり剛性がありません.
負荷分散が違うのがわかります – 特に右側の領域の隅には上向きの力がありません。, ねじり剛性がないもの.
理論的にはあまり正確ではありませんが、, これにより、教科書的な双方向分布により似た分布が得られます。, 一部のユーザーにとってはこれが好ましいかもしれません.
プレート軸回転
デフォルトでは, FE サブモデルのプレートの軸系は、X 軸が最初の軸と一致するように定義されます。 2 に入力されたノード コーナーノードID 分野.
プレート軸は左側のメニューで変更でき、面荷重が選択されているときに表示されます。:
プレート軸の位置合わせは、次のように荷重の分散に影響します。:
- プレートの曲げ剛性により、荷重が軸線に沿って部材に分散されます。
- プレートのねじり剛性により、荷重は軸線から離れた部材に向かって分散されます。
- したがって, ねじり剛性は省略されています (上のセクションを参照), プレート軸の回転は荷重の分散に大きな影響を与えます
セグメント数
セグメントの数はメッシュ サイズを決定するために使用されます, 最短のメンバーの長さをセグメントの数で割ることにより.
セグメントの数が多いほど、より細かいメッシュが得られます。, 配布が遅い, 結果の分布により多くの点荷重を与えます.
セグメントの数が少ないほど、メッシュが粗くなります。, より早く配布されます, 結果として得られる点荷重が少なくなります.
例えば, 次の画像で, 左側の四角が使用しています 10 セグメント, 右側の四角形は使用しています 20 セグメント:
分布が満足のいくものではない場合, より細かく分散するには、セグメントの数を増やしてみてください。.
配信に時間がかかりすぎる場合, モデルをより速く解決できるようにセグメントの数を減らしてみてください。.
サブモデルを開いてプレート FE サブモデルを表示する
FE プレート モデル領域の荷重が分散されると, 分布の実行に使用されるプレート サブモデルは、左側のメニューの下部にあるボタンを使用して検査できます。, 面荷重選択時:
ボタンをクリックすると、FE プレート サブモデルが別ウィンドウで開きます。.
警告と一般的な問題
荷重を分散する場合, エラーまたは警告が表示される場合があります. よくある問題のいくつかを以下に示します。.
変位誤差が大きい
FE プレート領域の荷重を分散しようとすると、次のエラーが表示される場合があります。:
これはプレートが柔らかすぎるために発生します, ソルバーはモデルをまったく解決できません.
エラーを解決するには、次のオプションの一部またはすべてを試してください。:
- use a thicker plate
- より硬いプレート素材を使用する
- enable plate torsion
大排気量警報
変位に関する同様の警告が表示される場合があります。:
この場合, プレートは非常に柔軟であり、大きな変位が観察されています, しかし、ソルバーはまだモデルを解決できています.
この警告を無視することもできます, または、次のオプションの一部またはすべてを試して解決してください:
- use a thicker plate
- より硬いプレート素材を使用する
- enable plate torsion
セクション欠落の警告
FE プレート領域の荷重を分散しようとすると、次の警告が表示される場合があります。:
この警告は、エリア荷重を境界付けるメンバーの 1 つによって参照されるセクションがメインの構造 3D モデルに存在しないために発生します。. この場合, デフォルトのセクション (100 mm x 100 んん, または 4 xで 4 に) 代わりに FE プレート領域荷重サブモデルで使用されます.
この警告を解決するには、参照されているセクションが S3D のセクション部分で選択されていることを確認してください。.
機内反応警告
FE プレート領域の荷重を分散しようとすると、次の警告が表示される場合があります。:
通常, 面積荷重はそれが適用される面積に対して垂直であるため、, 面荷重サブモデル内のすべての反応はサブモデルのプレートに対して垂直です.
この警告は、プレートの平面内で反応が見つかったことを示します。. これは、プレートの平面内に部材のせん断力が存在することも意味します。.
これらの面内力は無視されます, せん断力とプレートに垂直な反力のみが等価点荷重として返されます。.
これは、面荷重を境界付ける部材の主軸が面荷重の法線軸と一致していないために発生します。. これはよく起こる理由です:
- 境界メンバーには非対称セクションが使用されています, 例えば. L字型
- 境界メンバーは対称セクションを使用します, ただし、回転が次の倍数ではない 90 度
この警告を解決するには, 上記 2 つの状況が発生していないことを確認してください.
あるいは, サブモデルを開いて、せん断力と反力のパターンを検査することを選択できます。, これらが重要かどうかを判断するため.
概要
FE プレート領域荷重は、複雑な形状の領域全体に荷重を分散する方法を提供します, プレートの挙動をシミュレーションしながら.
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