自由端の境界条件(二次元有限要素法)を教えてください
- 二次元有限要素法を使って、薄いテープ状の線材の断面(厚みー長さ平面)の熱応力を計算する方法を教えてください。
- また、テープ状の材料の強度を評価するためには何を調べればよいかについても教えていただけますか?
- さらに、テープ状の材料を解析する際に適した要素についてもアドバイスをお願いします。
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自由端の境界条件(二次元有限要素法)
自由端の境界条件(二次元有限要素法)を教えてください。 二次元有限要素法を使って、薄いテープ状の線材の断面(厚みー長さ平面)の・熱応力・を計算したいのですがうまくいきません。 この線材は厚み方向に3層構造になっているんですが、 知りたいのは 中心の層と上下の層の界面に働くせん断応力・ひずみ 中心の層に働く長手方向の応力・ひずみ です。 最初は剛体壁に両端を固定された状態で線材全体を一様に温度上昇させるモデルで 解析していたのですが、両端を固定(両端の接点変位=0)しているためか 長手方向応力はありえない程大きい値になるし、 せん断ひずみや応力はほとんど0になってしまいます。 そこで境界条件を自由端にしたいのですが、 自由端の境界条件を教えていただけないでしょうか? よろしくお願いいたします。 また、このようなテープ状の材料の強度を評価するためには何を調べればいいんでしょうか? 上ではせん断応力~と書きましたが自分で半信半疑です。曲げモーメント(?)とかも計算するべきでしょうか? 私、専門は電気工学で突然降ってきた仕事にとても困っています。 後、このようなテープ状の材料を解析するのに適した要素をしっておられましたらアドバイスお願い致します。 ちなみにサイズが厚さが数100umで、幅が数mmオーダー、長さが10cm程度です。
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平面構造なら、剪断力とモーメントがゼロです。その点に軸方向の外力がなければ軸力もゼロです。変形で与えたいのなら撓みの2回微分と3回微分がゼロです。
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補足
さっそく回答していただきありがとうございます。 もう1つ教えていただきたいのですが、 境界条件を入力するのは 1. ローカルマトリクスをグローバルマトリクスに合成 2. 境界条件の入力j 3. ICCG法等の数値計算を行う このようなタイミングだと思うのですが、 私のプログラムの場合 グローバルマトリクスが [K][U]={Ft} K:剛性マトリクス U:接点変位(1接点につきX方向とY方向の2つ) Ft:熱応力ベクトル です。 ここにおっしゃるような「たわみの2階微分と3階微分が0」という 境界条件を入力するにはどうすれば良いのでしょうか?