OS-E:0710 GENEL要素の適用

GENEL要素は、2つの節点間の運動学的応答を定義するために使用できます。

GENELは、グリッドIDと基本座標系での12x12のマトリックスで定義されます。関連する自由度は、両方の節点での3つの並進と3つの回転です。

モデルファイル

必要なモデルファイルのダウンロードについては、モデルファイルへのアクセスを参照してください。

この例で使用されているモデルファイルには以下のものが含まれます:

Beam_vs_GENEL.fem

モデル概要

モデルには、2つのビーム要素と1つのGENEL要素が含まれています。CBEAM要素(IDの1と2)はビーム断面が同じです。


図 1. モデルとビーム断面
要素1の材料特性は次のとおりです:
特性
ヤング率
1MPa
ポアソン比
0.3
要素2および3の材料特性は次のとおりです:
特性
ヤング率
210 GPa
ポアソン比
0.3

要素1の唯一の目的は、HyperViewで可視化を提供することです。GENEL要素もグリッド1と2の間に適用されます。GENEL要素は、オイラー・ベルヌーイのビーム理論を使用して定義されます。この理論では、OptiStructで使用されるティモシェンコベースのビームなどのせん断変形が考慮されません。ビームは左端に固定され、それぞれ、右端の単一の力成分またはモーメント成分を含む4つのサブケースが定義されます。ビーム長は100mmで、せん断変形はあまり重要ではありません。要素2は、GENELよりも曲げ荷重ケースで若干柔軟です。

ビーム要素の剛性マトリックスは次のように定義できます:


ここで、
E
ヤング率
A
断面積
L
長さ
I
二次慣性モーメント
G
せん断係数
J
慣性極モーメント
a、b、…、h
12x12の剛性マトリックスに入力されます(図 2の左側を参照)。


図 2. ビーム要素の剛性マトリックス、対称マトリックスの78個の係数、剛性マトリックス用のGENEL要素バルクデータカード

結果

図 3 は、曲げ荷重ケースにおけるGENEL要素とビーム要素の変位を示しています。


図 3. 曲げにおけるGENEL要素とビーム要素の変位