回転変位による板の曲げ解析

本例題について

• 回転変位を用いて板を90°の角度で曲げる解析の例を示します。

• 回転変位のオプション「半径を一定に保ちながら回転させる」をチェックした場合と、チェックしなかった場合での解析結果を比較します。

• 表に記載されていない条件は初期設定の条件を使用します。

解析空間

解析条件

90°の曲げは、変形が大きいため、大変形の「大変位」オプションをチェックして解析します。

ステップ/熱荷重タブの設定を以下のように行っています。

モデル図

長さ200mmの直方体のソリッドボディを定義し、鉄の材料を設定します。

左端をx方向に固定し、左側底面50mmの領域をz方向に固定し、
板中央を中心として、90°の曲げを発生させるため、右側上面の50mmの領域を回転変位に設定します。

標準メッシュサイズは、2を設定します。

ボディ属性および材料の設定

※１ データベースを利用

※２　境界条件を付与するための転写用ボディ

境界条件

解析結果

モデル１の変形図を示します。コンター図はそれぞれX方向の変位、Z方向の変位を示してます。

板の先端と中間の点二カ所の点の変位を取得すると、
X方向の変位は、-50と-100となり、与えた回転変位通りとなっています。

一方、Z方向の変位は、-75.856、-125.857となっています。

これは、半径が一定で回転した場合の変位-50、-100よりも大きくなっており、回転中に半径の変化が発生しています。

また、テーブルで境界条件「Rot」に働く反力を確認すると、

y方向、z方向はほぼゼロになっており、X方向のみに-798 [N] の反力が働いています。

「半径を一定に保ちながら回転させる」にチェックを入れない場合、回転方向にまっすぐ力を与えながら回転させていることになります。

次に、モデル２の変形図を示します。コンター図はそれぞれX方向の変位、Z方向の変位を示してます。

モデル１とは異なり、複雑に屈曲していることが確認できます。

板の先端と中間の点二カ所の点の変位を取得すると、
X方向の変位は、-50と-100となり、与えた回転変位通りとなっています。

また、Z方向の変位も、-50、-100となっています。

これは、半径が一定で回転していることを示します。

また、テーブルで境界条件「Rot」に働く反力を確認すると、

y方向はほぼゼロになっており、X方向に-4759 [N]、Z方向に4727[N] の反力が働いています。

モデル１とは異なり、Z方向にも大きな力が発生しています。

「半径を一定に保ちながら回転させる」にチェックを入れる場合、半径を一定に保つために押し上げる力が必要になるため、
Z方向に強い反力が発生します。