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【構造】よもやま話(連載)NO.15

実構造物とFEMのモデリングの差異(1)

次の質問を先日受けました。
「板要素の両面をソリッド要素で挟むモデルを組んでいます。注意すべきことはどんなことでしょうか。板要素の厚さを変化させた場合、ソリッド要素はどう対応するのでしょうか。」


具体的に考えるため、10CMの立方体ソリッド要素の上に10CM(板厚1CM)の正方形板を載せ、さらに10CMの立方体ソリッド要素を積む仮想モデルを考えます。
高さは21CMになっています。FEMモデルは1つの節点を、板要素と上下のソリッド要素が共有します。このためFEMモデルの高さは20CMです。板の厚みを増加させると、ソリッド要素にクイコンデ板の剛性が評価されることになります。


板の部分をソリッド要素を使用すると高さは、FEMモデルで21CMになります。最下面を拘束し、最上部の面に水平荷重をかける解析をすると、板要素を使用したモデルの高さは20CMなので、反力は若干異なります。


実構造物がどのようなものか、例えば、仮想モデルで板の厚みが1CMから3CMに変化させた場合や、ソリッド要素はコンクリートで板要素は鋼鈑の場合など・ ・・・各々の場合によって、結果が、それらしい結果であることを、想像をめぐらし、評価してみましょう


[From MSC技術室 K.M]

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