円筒の圧縮解析|Salome-Meca

部品単品の線形構造解析を行った結果を記載します。

<動作確認環境>
 Salome-Meca 2018 for Windows
 Salome-Meca 2019 (OS :ubuntu18.04 , CAELinux2020Lite)

1.解析の概要

円筒に圧縮荷重をかけた時の軸方向の変形を確認します。

2.解析モデル

画像1

モデル寸法
円柱:内径10mm、外径20mm、高さ15mm
ヤング率:200000N/mm2、ポアソン比0.3(鉄系材料)
圧縮荷重:23550N (面圧100N/mm2)
解析上はY軸を軸とした軸対称モデルを使用します。
X方向:直径方向の長さ、Y方向:高さ、Y軸(軸対称の軸)

<拘束条件>
1.底面(fix)をY方向に拘束
2.上面に(load)をY方向の荷重を負荷。
      (面圧として100N/mm2を負荷する)

<要素>
 4角形一次要素

3.解析結果

Meshコマンドやasterコマンドで設定を行い、解析を実施しました。
<結果>
 変位: -0.0075mm(7.5 x 10-3mm)

画像2

4.材料力学公式による計算と比較


変位δは以下の式であ
 δ = P x l / ( E x A) = p x A x l / (E x A) = p x l / E
 δ:変位(mm)、P:荷重(N)、p:圧力(N/mm2)、l:全長(mm)、
 E:ヤング率(N/mm2)、A:断面積(mm)
  δ = -100 x 15 / 200000 
     = -0.0075mm(負の値なので圧縮方向)
  Salome-Mecaの計算値による変位は、理論値と一致している。

5.その他

 荷重の方向を逆にすれば、円筒の引張を解析したことになります。
 軸対称解析が適用できる場合、3次元のソリッドによる解析に比べて短時間で計算が可能です。

・構造解析と伝熱解析の組み合わせによる連成解析時は単位を気をつけないと間違えますので。
 構造解析:ヤング率をGPa、モデルの単位をmで作成する。
 伝熱解析:熱伝導率をW/m・K、モデルの単位をmで作成する。

<参考資料>
 *.med—メッシュファイル
 *.comm—コマンドファイル