トラス構造にかかる静荷重

モデル概要

モデルの場所：<altair>\utility\mbd\nlfe\validationmanual\model4.mdl

このモデルは、次のFigure 1に示すように、0.01m×0.01mという断面を持つ７つのまっすぐな梁からなるトラス構造で構成されています。

図 1. ピン（回転）ジョイントと面内ジョイントで地面に結合されたトラス構造

ポイントAおよびBにおいて、それぞれ2000000Nおよび1000000Nという荷重が下方向に加えられています。

マルチボディモデル

各ビーム部材は、MotionSolveで単一のNLFEビーム要素を使用してモデリングされます。このモデルでは、重力はオフになっています。トラスは、ポイントCにおいて回転ジョイントで地面に結合され、ポイントEにおいて面内ジョイントで地面に結合されています。ビーム間のジョイントはすべて回転ジョイントです。

ポイントAおよびBにおいて、それぞれ2000000Nおよび1000000Nという荷重が負のY方向に加えられます。このNLFEビームには、以下の材料プロパティが使用されます：

$A$: 1 m2
$ρ$: 7860 kg/m3
$E$: 2.1 x 1011 N/m2
$ν$: 0.3（ポアソン比）

上記の値の場合、各ビーム部材内の理論的軸応力（荷重 / 面積）は次のとおりです：

ビーム: 理論上の軸応力（N/m2）
AB: 1500 x 103
BC: 5250 x 103
AD: 2500 x 103
DB: 2500 x 103
BE: 3750 x 103
EC: 8750 x 103
DE: 3000 x 103

このモデルは、終了時間５秒の準静解析でシミュレートされます。

数値結果

次のFigure 3は、荷重が加えられたトラス構造の最終状態を示しています。コンターは、各ビーム部材内の軸応力を表しています（ジョイント位置の局所値は無視されています）。

軸応力はH3Dファイルに書き込まれ、これらの軸応力のコンターをHyperViewで可視化できます（Figure 3をご参照ください）。次の表に、これらの軸応力の数値をまとめます。

梁: 数値上の軸応力（N/m2）
AB: 1505 x 103
BC: 5255 x 103
AD: 2501 x 103
DB: 2501 x 103
BE: 3749 x 103
EC: 8752 x 103
DE: 3001 x 103

まとめ

７つのBEAM12要素を使用したNLFEモデルは、このケースの理論的結果とほぼ一致することがわかります。

梁	理論上の軸応力（N/m2）	数値上の軸応力（N/m2）	誤差
AB	1500 x 103	1505 x 103	0.33
BC	5250 x 103	5255 x 103	0.1
AD	2500 x 103	2501 x 103	0.04
DB	2500 x 103	2501 x 103	0.04
BE	3750 x 103	3749 x 103	0.03
EC	8750 x 103	8752 x 103	0.02
DE	3000 x 103	3001 x 103	0.03

ここで紹介した結果では、MotionViewで用意されているデフォルトのソルバー設定が使用されています。