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*DLOAD

キーワードのタイプ:ステップ

このオプションを使うと分布荷重を指定することができます。これには要素面に対する定圧荷重、シェルに対する辺荷重、重力・遠心力による質量荷重(単位質量あたりの荷重)が含まれます。

表面荷重では要素の面には以下の様に番号が付けられます(要素の節点番号についてはセクション3.1を参照)。

6面体要素の場合

4面体要素の場合

ウェッジ要素の場合

4角形の平面応力要素、平面ひずみ要素、軸対称要素の場合

3角形の平面応力要素、平面ひずみ要素、軸対称要素の場合

ビーム要素の場合

シェル要素では、荷重の種類はシェル法線方向の圧力の1つしかないので面番号は不要です。

面荷重は分布荷重タイプラベル Px の付いた一様圧力として入力されます。ここで x は面番号です。圧力荷重の大きさは正なので、引張荷重の大きさは負になります。非一様な圧力の場合にはラベル PxNUy を使用し、ユーザーサブルーチンdload.fを設定する必要があります。ラベルの長さは最大20文字です。具体的に言えば y には非一様荷重を区別するための(最大16文字の)文字列を設定できるということです。非一様荷重の典型的な例は静水圧です。もうひとつは要素に対する流体節点圧力の設定です。この場合にはラベルは PxNP という書式になります。ここで NP っじゃネットワーク圧力を意味します。流体節点はネットワーク要素の端節点でなければなりません。具体的な圧力値の代わりユーザーは流体節点番号を設定しなければなりません。

辺荷重はシェル要素でだけ使用でき、単位は単位長さあたりの力です。ラベルは EDNORx で、x は、3角形シェルの場合には1から3の値を、4角形シェルの場合には1から4の値をとります。この荷重タイプはローカルには辺に直交します。内部的には、この荷重は圧力荷重に置き換えられます。これは CalculiX ではシェル要素は体積要素の拡張されるためです。番号付けは以下の様になります。

3角形シェル要素の場合

4角形シェル要素の場合

遠心荷重(ラベル CENTRIF)では回転速度の二乗(ω2)と回転軸上の2点が必要になります。また既知の重力ベクトルを持つ重力荷重(ラベル GRAV)では重力ベクトルの大きさと向きを与えなければなりません。同一セットに複数の遠心荷重を与えることはできませんが、重力荷重は複数定義することが可能で、荷重方向を変化させながら設定します。重力ベクトルが未知の場合には系の瞬時質量分布に基づいて計算することが可能です(ラベル NEWTON)。これを行なうには *PHYSICAL CONSTANTS カードを使用してニュートンの重力定数の値を定義しておく必要があります。

1セットあたり遠心荷重はひとつだけという制限は線形動計算(*MODAL DYNAMIC)と定常状態計算(*STEADY STATE DYNAMICS)には適用されません。ここでの制限は2つです。上記の場合には回転偏心はモデル化されます。個別の回転軸を選択することで遠心荷重は個別のものと解釈されます。

オプションパラメーターは OP、AMPLITUDE、TIME DELAY、LOAD CASE、SECTOR です。OP は値として NEW または MOD を取ることができます。デフォルトは OP=MOD で、これは前のステップで種々の面に適用された荷重を維持することを意味します。ある面の分布荷重を指定すると、前のステップで定義された面の荷重が値でその値が置き換えられます。同じステップで同一面に荷重を定義すると値が加算されます。OP=NEW は前のステップで適用された表面荷重を全て取り除くことを意味します。質量荷重の場合でもこれらは同じです。1つのステップに複数の *DLOAD カードが存在する場合は最初の *DLOAD のパラメーターのみが有効になります。

AMPLITUDE パラメーターを使用すると振幅を指定することができ、これによって力の大きさを増減させることができます(主に非線形静解析・動解析で使用されます)。*DLOAD カードで入力された値は基準値と解釈され、これに(時刻に依存する)振幅値がかけられて実際の値が求められます。ステップ終了時には基準値はその時刻での実際の値で置き換えられます。明示的に振幅を再定義するか、TIME=TOTAL TIME を使用して振幅を定義しない限り、以降のステップではこの値は一定値を保ちます。TIME=TOTAL TIME を使用している場合は振幅は有効なままになります。非一様な荷重の場合には AMPLITUDE パラメーターは無視されます。節点、自由度を指定して AMPLITUDE の設定された *DLOAD カードを定義している場合には、その節点、自由度と同じステップ内で定義された古い *DLOAD カードすべてに対してその振幅が定義されることに注意してください。同様に節点、自由度を指定して AMPLITUDE の設定されていない *DLOAD カードを定義している場合には、その節点、自由度と同じステップ内で定義された古い *DLOAD カードすべてに対して振幅定義が無効化されます。

TIME DELAY パラメーターでは AMPLITUDE パラメーターを変更できます。このため TIME DELAY では頭に AMPLITUDE 名を追加する必要があります。TIME DELAY は時間シフトで、これによって指定された AMPLITUDE 定義は正の時間方向に移動します。例えば TIME DELAY に10を指定すると時刻 t での振幅が時刻 t-10 で適用されます。TIME DELAY パラメーターは同一のキーワード・カード内で一度だけ使用できます。

LOAD CASE パラメーターは調和荷重の設定された定常状態動解析(*STEADY STATE DYNAMICS)でだけ有効化可能です。LOAD CASE = 1 とすると荷重が実数または同相になります。LOAD CASE = 2 とすると荷重は虚数になるか、または90°だけ等価位相シフトされます。デフォルトは LOAD CASE = 1 です。

SECTOR パラメーターが使用できるのは周期対称性のある *MODAL DYNAMIC 計算と *STEADY STATE DYNAMICS 計算でだけです。データム・セクター(モデル化されるセクター)はセクター1です。他のセクターに対しては、*TIE カードで指定したスレーブ面からマスター面に向かう回転方向順に増加する番号が付けられます。これによって SECTOR パラメーターで任意のセクター、任意の要素面に対して分布荷重を適用することができます。

*DLOAD に続く行で要素セットを使用する場合には、そのセットは以下のグループ{平面応力、平面ひずみ、軸対称要素}、{ビーム、トラス}、{シェル、膜}、{体積要素}を複数含んではいけないことに注意してください。


1行目:

表面荷重の場合は以下の行

必要な場合はこの行を繰り返します。

例:
*DLOAD,AMPLITUDE=A1
Se1,P3,10.

上記では10.0に周波数 A1 の周波数曲線をかけた大きさの圧力荷重を、セット Se1 に属するすべての要素の面番号3に設定しています。


サンプルファイル: beamd


遠心荷重の場合は以下の行

必要な場合はこの行を繰り返します。

例:
*DLOAD
Eall,CENTRIF,100000.,0.,0.,0.,1.,0.,0.


サンプルファイル: achtelc、disk2

上記では ω2 = 100000. で、点(0., 0., 0.)を通過する方向(1., 0., 0.)の回転軸を持つ遠心荷重を全要素に適用しています。


既知の重力ベクトルを持つ重力荷重の場合は以下の行

必要な場合はこの行を繰り返します。ここで言う「重力」は実際は任意の加速度ベクトルのことです。

例:
*DLOAD
Eall,GRAV,9810.,0.,0.,-1.

上記では全ての要素に対してZ負方向に大きさ9810.0の重力荷重を設定しています。


サンプルファイル: achtelg、cube2


瞬時質量分布に基づいた重力荷重の場合は以下の行

必要な場合はこの行を繰り返します。NEWTON タイプ荷重で荷重設定された要素だけが重力計算で考慮されます。

例:
*DLOAD
Eall,NEWTON

上記では要素セット Eall に属する要素の全質量による重力計算が有効になっています。


サンプルファイル: cubenewt


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guido dhondt 2016-03-08