CQUAD8

バルクデータエントリ ８つの節点を持つ曲面四角形シェル要素を定義します。

フォーマット

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
CQUAD8 EID PID G1 G2 G3 G4 G5 G6  
  G7 G8 T1 T2 T3 T4 ThetaまたはMCID ZOFFS  

例

(1) (2) (3) (4) (5) (6) (7) (8) (9) (10)
CQUAD8 111 203 20 21 50 51 26 94  
  95 23 0.125 0.025 0.030 .025 30 .03  

定義

フィールド 内容 SI単位の例
EID 固有の要素識別番号。

デフォルトなし（整数 > 0）

  
PID PSHELL、PCOMP、またはPCOMPPプロパティエントリの識別番号。
整数
このプロパティの識別番号を指定します。
<文字列>
このプロパティのユーザー定義の文字列ラベルを指定します。 11

デフォルト = EID（整数 > 0または<文字列>）

  
G1, G2, G3, G4 結合されているコーナーポイントの節点識別番号。４つの節点すべてに必須のデータです。

デフォルト値はありません（整数 > 0、すべて一意）。

  
G5, G6, G7, G8 結合されているエッジポイントの節点識別番号。これらの識別番号は省略できません。

デフォルトなし（整数 ≥ 0または空白）

  
Ti コーナー節点G1～G4における要素の厚さ。ここで指定したTiの値は、解析で直接使用されます。

PARAM,SHELLTI,NOを使用して、T1、T2、T3、およびT4の平均値をシェル厚として使用するように切り替えることができます。

デフォルト： 4

（実数 ≥ 0.0、または空白）

  
THETA 材料方向角（度単位）。3

デフォルト = 0.0（実数）

  
MCID 材料座標系識別番号。この座標系のx軸を投影することで、材料座標系のx軸を定義します。
= 0
基準座標系を指定します。
空白
Theta = 0.0が使用されます。 2 3

デフォルトはTHETA = 0.0（整数 ≥ 0）

  
ZOFFS 節点のサーフェスから要素基準面のオフセット。6 このフィールドを指定した場合、PSHELLエントリで指定したZOFFSよりも優先されます。

デフォルト = 0.0（実数、文字入力 = TOP/BOTTOM、または空白）

  

コメント

  1. 節点G1～G8には以下のように番号を付ける必要があります：


    図 1.
  2. 要素座標系は、各ポイント（ξ, η）で局所的に定義されるデカルト座標です。


    図 2.
    以下のルールに基づいています。
    • XelemとYelemを含む平面は、要素のサーフェスの接平面です。
    • XelemとYelemは、定数ξとηの線を二重に二等分して取得します。
    • Xelemの増加方向は、ほぼξの増加方向であり、Yelemの増加方向は、ほぼηの増加方向になります。


    図 3.
  3. 材料座標系の方向は、THETAによって各内部積分点で局所的に定義されます。THETAは、定数ηの線（基本的にξ軸と同じ）から材料のx方向（Xmaterial）までの角度です。
    THETAの代わりにMCIDを使用した場合、局所材料座標系のx方向（Xmaterial）は、MCID座標系をx軸からこのポイントの要素のサーフェスへ投影することによって、要素内の任意のポイントで取得されます。局所座標系のz方向はサーフェスへの法線に揃えられます。それに従って材料のy方向（Ymaterial）が構築され、右手の局所材料座標系 X-Y-Zmaterialが生成されます。


    図 4.
    注: xelemは要素の形状に基づいて要素全体で方向を変化させるため、材料座標系も同じように変化します。このため、直交または異方性材料では、形状とグリッドの順番の両方によりCQUAD8の剛性がバイアシングされます。直交または異方性材料で、一定の材料座標系方向が必要な場合は、CQUAD4要素を使用してください。
  4. 、T2、T3、およびT4はオプションです。これらが与えられない場合、要素の板厚はPSHELLエントリの Tの値に等しく設定されます。Tiに対して0.0を指定すると、その節点での厚さは0になります。Tiを指定した場合は、PIDでPCOMPまたはPCOMPPデータを参照することはできません。PIDが参照するプロパティを寸法（パラメータ）最適化用領域として選択すると、ここで定義したTi値は無視されます。要素のTiをトポロジーまたはフリー寸法（パラメータ）最適化の設計領域に入力すると、実行はエラーを返します。
  5. 中間節点はエッジを３等分した中央部分内に配置する必要があります。間隔は（0.25、0.75）で、４分の１のポイント0.25および0.75は除外されます。エッジポイントが４分の１の点にある場合、プログラムはエラーが発生して終了するか、または計算された応力が無効になります。

  6. シェルの基準面は、ZOFFSを使用して、要素節点によって定義された平面からオフセットできます。この場合、他のすべての情報（応力を計算するための材料マトリックスや繊維の場所など）は、オフセット基準面を基準にして相対的に指定します。同様に、シェル要素力などのシェルの結果はオフセットされた参照面で出力されます。

    ZOFFSは2つの異なるフォーマットで入力できます：
    Real
    このフォーマットでは、ZOFFSに正または負の値を指定できます。ZOFFSの正の値は、各シェル要素の基準面がその要素座標系の正のz軸に沿ってZOFFSの距離だけオフセットされることを意味します。
    サーフェス
    このフォーマットでは、オフセット値の指定に“Top”または“Bottom”オプションのどちらかを選択できます。
    Top
    シェル要素の上面と要素節点により定義された平面が一致します。
    これは要素に参照されるPSHELLプロパティエントリに“真に”板厚の半分に等しいZOFFS値を与えるのに有効です。(ZOFFS値の符号は、実数のセクションで定義されたように、要素座標系の正のz軸に対するオフセット方向に依存します)。


    図 5. ZOFFSでのTopオプション
    Bottom
    シェル要素の下面と要素節点により定義された平面が一致します。
    これは要素に参照されるPSHELLプロパティエントリに“真に”板厚の半分に等しいZOFFS値を与えるのに有効です。(ZOFFS値の符号は、実数のセクションで定義されたように、要素座標系の正のz軸に対するオフセット方向に依存します)。


    図 6. ZOFFSでのBottomオプション
    注: ZOFFSを使用する場合は、この要素が参照するPSHELLエントリでMID1とMID2の両方を指定する必要があります（指定しなかった場合は、特異マトリックスが生成されます）。
    オフセットは、すべての要素マトリックス（剛性、質量、および幾何剛性）およびそれぞれの要素荷重（重力など）に適用されます。したがって、すべてのタイプの解析と最適化でZOFFSを使用できます。複合材のフリー寸法最適化および寸法（パラメータ）最適化では、指定されたオフセット値が厚さの変更に基づいて自動的に更新される自動オフセットコントロールを使用できます。
    ただし、オフセットは幾何剛性マトリックスで正しく適用されるため線形座屈解析で使用できますが、結果の解釈には注意してください。オフセットを使用しない場合、標準的な単純構造は臨界荷重で“突然”分岐したり、不安定になったりします。一方、オフセットありの場合はゆるやかに安定性が失われるため、漸近的に制限荷重に到達します。


    図 7.
    したがって、オフセットを伴う構造は、制限荷重に到達する前に、過度な変形をする可能性があります。上の図は線形座屈に当てはまります。完全非線形制限荷重シミュレーションでは、他の不安定性ポイントが荷重のパスに存在することもあります。
  7. 応力とひずみは、上記のXelemとYelemによって識別される局所座標系に出力されます。
  8. ここでTi値を定義すると、PIDが参照するプロパティの寸法は最適化できません。PIDが参照するプロパティをフリー寸法最適化用領域として選択すると、ここで定義したTi値は無視されます。
  9. これらの2次シェル要素には法線の回転自由度はありません（多くの場合、“面内回転剛性”と呼ばれます）。これらの自由度に質量を関連付けることはできません。拘束されていない場合、無質量メカニズムが発生する可能性もあります。したがって、これらの要素を使用する場合はPARAM,AUTOSPC,YESを使用することを推奨します。
  10. 詳細については、ユーザーズガイドの2次元シェル要素をご参照ください。
  11. 文字列のラベルを使用すると、要素カードで参照する場合にプロパティを視覚的に識別しやすくなります。詳細については、Bulk Data Input File内の文字列ラベルベースの入力ファイルをご参照ください。
  12. HyperMeshでは、このカードはquad8要素として表されます。