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20180719

Femapで円筒座標系を使って荷重をかける時の注意点。

タグ：荷重 FEMAP 円筒座標系

有料ソフトなので、画像は載せなかった。
絵がないと、分かりにくい内容だけど。

なぜFemapを使っているのか。

計算力学技術者試験の受験資格を手に入れたい。
計算力学技術者の初級（２級の受験資格になる）は、講習で手に入る（結構高い）。

その講習で、Femapを使った。
Femapは300ノード制限バージョンを使用した。

Femapをいじっていて、使ったことのない円筒座標系を使ってみようと思った。
円筒座標系の荷重でつまづいたので、書き残す。

先に結論を書いておくと、
円筒座標系の中心は、原点。任意の場所を円筒の中心にできない。

円筒座標系で荷重をかけたかった。

こうすりゃいいんじゃない？と思って、

  • 座標系を「全体直交座標系」→「全体円筒座標系」に変更。
  • 方向を「ベクトル」にしdR, dT, dZ(中心からの距離Radius、角度Theta, 高さ座標Z)を(1., 0., 0.)に変更。
  • 荷重を入力。

これだけでできると思っていた。
（通常は、これだけでできる。）

[あらぬ方向に荷重方向の矢印が伸びている絵をここに乗せたかった。]

うまくいっていません。
明らかに、円筒の中心から伸びてきた矢印ではない。
この矢印の根元は、どこをさしているのかというと、(0, 0, 0)

問題なのは、モデルの原点。

最初に書かなかったけど、すでにモデルはできていた。
そのとき、円筒座標系のことを何も考えずに作ってしまっていた。
円筒の中心は、原点から離れた場所に作っていた。

これが原因だった。

円筒座標系とベクトルを使って荷重をかけると、原点から線が伸びる。
だから、荷重方向がおかしなことになった。

これは、絵がないとわからないでしょう。
なのに絵は載せられない（怖くて）。

解決策

  1. 円筒の中心点を、原点に移動する。
  2. 座標系を「全体直交座標系」→「全体円筒座標系」に変更。
  3. 方向を「ベクトル」にしdR, dT, dZ(中心からの距離Radius、角度Theta, 高さ座標Z)を(1., 0., 0.)に変更。
  4. 荷重を入力。

2以降は、上と同じ。

局所円筒座標系はないのか

円筒座標系の中心は、原点。任意の場所を円筒の中心にできない。
「全体円筒座標系」の中心は、絶対原点。
なら、「局所円筒座標系」とか作って、任意の場所を中心に荷重をかけられるようにしてくれたらいいのに。
あっても多分使わないけど。

  • ２個以上の筒状のタンクか何かが、連結されていて
  • 筒の内部で、圧力ではない荷重が放射状にかかっている
    こういうのを模擬するときに使えるかもしれないと思った。

まぁ、そんなん無くても、三角関数（円周上の座標(cosΘ, sinΘ)）を使って値を出して、ノード一点一点にその値を当てはめればできますが。

タグ：荷重 FEMAP 円筒座標系
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posted by yuchan at 07:00 | Comment(1) | FEMAP