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【構造】よもやま話(連載)NO.5

ソリッド要素の話題で進んできましたが、少し実際の数値の感覚を持ってみましょう。モデルは形状100x100x1の板で外周固定、圧力0.05、 E=2.1E6、ポアソン比=0.3で静解析をおこないます。
4節点四角形Plate要素を用います。メッシュ割りは、4x4、10x10、20x20、40x40、100x100とします。最大変位は、(0.0358、0.0343、0.0334、0.0330、0.0330)で、メッシュ割りにかかわらず良好な解が得られています。
一般にFEM理論ではメッシュが細かくなるにしたがって剛性は柔らかくなるのですが、この場合やや剛になっています。要素の形状がゆがんでいたり平面がねじれていても、精度をよくする工夫がされているためだそうです。


最大vonMISES応力は、(- 、89.61、110.5、122.9、131.1)です。4x4の値を-で示していないのは、このモデルでは四辺エッジの中央部に最大値が発生するのですが、板の中央が一番大きくなってしまい応力分布の結果が良くないためです。
FEMでは、急激に応力が変化する部分ではかなりメッシュを細かくしないと精度よい解が求まらないとされています。実際のモデルを考えると、10x10~ 20x20程度のメッシュ割りをしていると思われ、応力についてはプログラムで計算された値の10~20%程度割り増した値で評価する・・・ということも必要 でしょう。次回は、この形状でソリッド要素の解析結果を見てみます。


[From MSC技術室 K.M]

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