20200302

Calculix 10本ノック: 10本目: exampleの実行 Kasten

Calculixとは

フリーの解析ソフト。

  • ccx ソルバー

  • cgx プリポスト


自分の環境
  • WSL

  • Xming

  • Calculix 2.11

  • imagimagick


データの入手

公式サイトのリンクから行けるGithubのページCalculixのexample

下記サイトのリンクから、使用しているCalculixのバージョンに合ったファイルを探す。

https://github.com/mkraska/CalculiX-Examples/releases



ノック10本目: exampleの実行 Kasten

Kasten

Kastenは、ドイツ語で"箱"。

大変形、塑性、不整のある座屈(小さい内圧)、シェル要素とreadmeの書き出しにあった。Buckling with imperfectionは不整のある座屈と翻訳するらしい。

箱が座屈するモデル。 S8 (8-節点 四角形シェル要素)


 cd ~/CalculiX-Examples-2.11/CalculiX-Examples-2.11/Kasten

「~」は、サンプルを解凍したアドレス。


exampleには存在しないけれど

1/4モデルを作成して、

  1. 材料非線形解析なしの場合

  1. 非線形解析なしの場合。

を用意した。


1/4モデルの作成

1/4モデル作成のため、pre.fbdを下のように書き直した。

 pnt p1 0 0 0
 pnt p2 50 0 0
 pnt p3 0 50 0
 line l1 p1 p2 12
 line l2 p1 p3 12
 
 seta lower all
 swep all upper tra 0 0 150 20
 flip A002
 
 seta miryz l L004
 seta mirxz l L005
 
 plot la all
 plus pa all
 plus sa all
 rot y
 rot d 10
 rot r 10
 frame
 hcpy png
 #sys mv hcpy_1.png geo.png
 
 div all auto 3
 elty all qu8
 mesh all
 send all abq
 
 send all abq pres -0.01
 send lower abq nam
 send upper abq nam
 send mirxz abq spc 246
 send miryz abq spc 156

4bunno1.png

1/4モデルの為に、Kasten.inp*boundary部分を下記のように書き直した。

 *boundary
 Nlower,1,6
 Nupper,1,6
 *include,input=mirxz_246.bou
 *include,input=miryz_156.bou

1/4モデルの為に、post.fbdをミラーコピーするように下記のように書き直した。

 copy all base1 mir x
 move base1 tra 100 0 0
 copy all base2 mir y
 move base2 tra 0 100 0

1/4モデルの解析結果

1.png


非線形解析なしの場合

非線形がない場合を見るために、Kasten.inpStepのnlgeomを削った。

2.png


材料非線形がない場合

材料非線形がない場合を見るために、Kasten.inp*plasticと、その下3行を削った。

あと、上記だけだと収束しなくなったので、*controlを追加して、収束条件を甘くしてしまった。

 *CONTROLS,PARAMETERS=FIELD
 5.0e-1,1e-1,1e-2,,2e-8,1.e-5,1.e-3,1.e-8

3.png


10本完成してしまった。次は25本くらいを目標に挙げておく。
やはり、example頼りになりそう。
posted by yuchan at 07:00 | Comment(0) | Calculix

20200314

Calculix 20本ノック:11本目: exampleの実行 Contact/Hertz2D

10本完了したので、目標を20本に変えてみた。
その11本目。

Calculixとは

フリーの解析ソフト。

  • ccx ソルバー
  • cgx プリポスト

環境

  • WSL

  • Xming

  • Calculix 2.11

  • gmsh

    gmshの機能を使ってメッシングすることがある。

  • imagimagick

    hcpyで画像作成するとき、convertするので使う。

  • pip2

  • matplotlib

  • gnuplot

ノック11本目: exampleの実行 Contact/Hertz2D

データの入手

公式サイトからのリンクで行けるGithubのexample

下記サイトのリンクから、自分のCalculixのバージョンにあったファイルを探す。

https://github.com/mkraska/CalculiX-Examples/releases

Contact

Hertz2D

平面ひずみ要素で、四角と1/4円をぶつけて接触させる。その時の応力分布をみる。
強制変位と荷重の2パターンで1/4円を移動させている。

ccx2.11では正しい結果がでない?

ccx2.11では収束しなかった。(頑張って条件をいじって結果をだしても、READMEのコンターの分布と同じにならなかった。)
ccx2.16のwindows版を使ったら、一発で通った。結果はREADMEの結果と同等のものが作れた。

READMEにあるmonitor.pyの結果と同じように収束しなかった。
このEXAMPLE全体に言えるが、初期設定では収束しないやつとかがある。
これもccxのバージョンのせいだと思っている。

内容

Hertzの接触を、FEMで求める。
球体とか円柱が、他の面等に接触した時の応力分布等を表したHertzの式というのがあるらしい。
周波数のHertz(Hz)と同じ人が考えたらしい。

まずはディレクトリの移動。

cd ~/CalculiX-Examples-2.11/CalculiX-Examples-2.11/Contact/

「~」は、サンプルを回答した場所のアドレス。

サンプルの実行

cgx -b pre.fbd

をすると、メッシュ、境界条件などのファイルが出力される。
これらのファイルは、.inpで読み込まれて使用する。

ccx Hertz

とすれば、同じ結果が出てくる…はずだった。

収束しない

STEP1は強制変位で動かしている。
STEP2は荷重変位で動かしている。
強制変位で動かしたほうが、収束はしやすいそうな。

STEP1は収束した。
ただ、STEP1はREADMEに書いてあるようなイテレーション回数で、収束しない。
STEP2の荷重で動かしているほうは収束しないで終わる。

なんで?

ccx2.11では結果が違う。

終息したSTEP1の結果だけを見てみる。

READMEにあるような、対称な応力分布になってくれない。片側の応力が出てこない。
接触面で応力が出ているけれども、サンプル画像では、内側で応力が発生していた。

SE_dc-zoom.png

ccx2.16(windows版)を使ってみる。

READMEと同じ結果が出てくる。
きっとこれが正しい結果なのだろう。同じ結果なので載せない。

ccxのバージョンは新しいのに限る。
以下の「余計なこと」は、すべてccx2.16でやった。

いろいろやってみる。

master slaveを入れ替えてみた

下記のようにマスタースレーブをひっくり返した。

*CONTACT PAIR, INTERACTION=contact, TYPE=SURFACE TO SURFACE
Ssblk,Sscyl

結果は変わらなかった。

SE_dc-zoom.png

平面応力要素でやった(デフォルトは平面ひずみ要素)

平面ひずみだから意味のある解析なのですが、あえて平面応力でやってみました。

ファイルall.mshの

*ELEMENT, TYPE=CPE8, ELSET=Eall

*ELEMENT, TYPE=CPS8, ELSET=Eall

に書き換えた。

SE_dc-zoom.png

cgx Windows版をメインで使わない理由

windowsで最新版(2.16)が使えるのに、わざわざlinux上の2.11を使う理由は、

  • cgxのGUIのメニューが一部使用できない箇所があった
    (常にではなく、frdのロード時(?)など限られたタイミングで起こる。)。
    下記画像、(左)WSL(Xming)のcgx2.11の右クリックメニュー(右)windows版のcgx2.16の右クリックメニュー
    windows版ではdatasetsが出ない。載せていないが、矢印を展開した先でも似たような現象が散見された。

windows版との違い.pngwindows版との違い2.png

だけど、

  • ccxは、windows版でも可。
    ccxはむしろ新しい方がいい。
posted by yuchan at 19:00 | Comment(0) | Calculix