Calculix 10本ノック: 5本目: cgxを使ってモデル化→解析: 長続き目指しブログ

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20200209

Calculix 10本ノック: 5本目: cgxを使ってモデル化→解析

Calculixとは

フリーの解析ソフト。

ccx　ソルバー
cgx　プリポスト

ノック5本目: cgxでモデル作成：梁

梁モデルを、cgxだけでモデル化する。コマンドは手打ちする。

今回はコマンドを頻繁に使う。
（重要）必ず、マウスポインターはGUIの中に入れてから、コマンド入力する。
そうでない場合、コマンドラインからの入力を受け付けてくれない。

テキストエディタにコマンドを書いておいて、

cgx -b ファイル名

をすれば、同じ内容になる。

Calculix（だけで行う解析）は、

cgxによるモデル作成
テキストエディタで.inpの作成

の二つが重要になってくると思ったので、やる。

点を打って、z10の所までスイープ→線になる。

pnt ! 0 0 0
seta center p all
swep center py tra 0 10 0

この状態では、何も表示されないので、

点を表示したければ

plot p all

線を表示したければ

plot l all

線の名前も表示したければ、

plot la all

線の再定義

line L001 D001 D002 20

上記の代わりに、前述したswepの所で、

swep center py tra 0 10 0 20
と打っても同じ要素ができた。

要素タイプの選択

elty all be2

CalculiX GraphiX, Version 2.16のUser Manualに載っている要素を表にしてみた。


梁beam	be2	be2r	be2f	be2d	be3	be3r	be3f
平面三角triangle	tr3	tr3u	tr3e	tr3s	tr3c	tr6	tr6u	tr6e	tr6s	tr6c
平面四角quad	qu4	qu4e	qu4s	qu4c	qu4r	qu4er	qu4sr	qu4cr	qu8	qu8e	qu8s	qu8c	qu8r	qu8er	qu8sr	qu8cr
八面体hexa	he8	he8f	he8i	he8r	he20	he20r
三角柱penta	pe6	pe6f	pe15	pe15r
四面体tetra	te4	te4f	te10	te10m	te10t

c: axisymmetric軸対象
e: plain strain平面ひずみ
s: plain stress平面応力
u: unstructured mesh訳がすぐに出てこなかった。（これ？）,
r: reduced integration低減積分
i: incompatible modes
f: fluid element for ccx,
t: initial temperatures are interpolated linearly within the tet element (ccx:C3D10T)).

この状態では、まだエレメントは作成されていない。

mesh all

と書いて初めてエレメントができる。

ノード、エレメントの表示

エレメントができたので、ノードもできたはず。
いちいちコマンドを入力しなければ、表示されない。

plotコマンドで表示しようとすると、以前のplot結果が消えてしまうため、plusコマンドを使う。

plus n all
plus e all

出力

.inpに読ませるメッシュファイル（all.mshファイル）の出力のやり方は、

send all abq

これで、all.mshが、カレントフォルダに出力される。

all.mshには下記が書かれている。

ノード
- ノードのセット名
- ノード座標
エレメント
- エレメントのエレメントタイプ
- エレメントセット名
- エレメントが使用しているノード番号

*NODE, NSET=Nall
       1,0.000000000000e+00,0.000000000000e+00,0.000000000000e+00
       2,0.000000000000e+00,0.000000000000e+00,1.000000000000e+01
       3,0.000000000000e+00,0.000000000000e+00,2.000000000000e+01
       4,0.000000000000e+00,0.000000000000e+00,3.000000000000e+01
       5,0.000000000000e+00,0.000000000000e+00,4.000000000000e+01
       6,0.000000000000e+00,0.000000000000e+00,5.000000000000e+01
       7,0.000000000000e+00,0.000000000000e+00,6.000000000000e+01
       8,0.000000000000e+00,0.000000000000e+00,7.000000000000e+01
       9,0.000000000000e+00,0.000000000000e+00,8.000000000000e+01
      10,0.000000000000e+00,0.000000000000e+00,9.000000000000e+01
      11,0.000000000000e+00,0.000000000000e+00,1.000000000000e+02
*ELEMENT, TYPE=B31, ELSET=Eall
     1,      1,      2
     2,      2,      3
     3,      3,      4
     4,      4,      5
     5,      5,      6
     6,      6,      7
     7,      7,      8
     8,      8,      9
     9,      9,     10
    10,     10,     11

全部まとめると下記のようになった。

pnt ! 0 0 0
seta center p all

swep center py tra 0 0 10 10

##line L001 D001 D002 10

elty all be2

mesh all
send all abq

inpファイルの作成。

メッシュができたので、このまま.inpの編集をする。
全部手打ち。
サンプルファイルのコピペもありだと思う。

先ほどのcgx作業で完成したall.mshを読み込むために、下記を記入。

*INCLUDE, INPUT=all.msh

カレントフォルダになければ、アドレスを入力するしかない。

境界条件は下記で、「ノード１を1から6まで完全固定」になると思う。

*BOUNDARY1 ,1, 6

材質は、名前がSTEELで、ヤング率210000、ポアソン比0.3。

*MATERIAL,NAME=STEEL*ELASTIC210000,0.3

梁要素の断面特性は、断面を適用する要素のセット名をEall(all.mshファイル内で、定義されているエレメントのセット名)、材料は上記で設定したSTEEL、断面形状は矩形。

*BEAM SECTION,ELSET=Eall,MATERIAL=STEEL,SECTION=Rect15,151, 0, 0

解析条件は、

*step

と

*end step

の間に書く。

静解析の場合、書くことは

静解析の指定
荷重
出力要求（ノード）
出力要求（エレメント）

静解析の指定は下記。

*static

集中荷重は下記で、「ノード11を、1方向(X方向)へ、1000の荷重を付加」

*CLOAD11, 1, 1000.0

出力ファイルへの出力要求は、ノードの結果の場合下記で、「U （変位）」

*NODE FILEU

出力ファイルへの出力要求は、エレメントの結果の場合下記で、「S （応力）」

*el file, output=1DS

まとめるとこうなった。

*INCLUDE, INPUT=all.msh

*BOUNDARY
1 ,1,6

*MATERIAL,NAME=STEEL
*ELASTIC
210000,0.3

*BEAM SECTION,ELSET=Eall,MATERIAL=STEEL,SECTION=Rect
15,15
1., 0, 0

*step

*static

*CLOAD
11,1,1000.0

*node file
U
*el file, output=1D
S

*end step