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例題５２ 任意方向の応力表示解析事例
本例題について
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柱を一定の応力で圧縮した場合の応力分布を、座標系設定を用いて様々な方向の成分で表示する事例を示します。
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変形の状態や変位分布、応力分布を解析結果として見ることができます。
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表に記載されていない条件はデフォルトの条件を使用します。
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Femtetのバージョンや環境により結果が多少ことなります。
解析モデルダウンロード
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プロジェクトファイルをダウンロード（右クリックし、名前を付けてリンク先を保存してください。）
解析空間
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項目 |
条件 |
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解析空間 |
3次元 |
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モデル単位 |
mm |
解析条件
解析条件はデフォルトの条件を使用します。
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項目 |
条件 |
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応力解析[Galileo] |
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解析の種類 |
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解析オプション |
なし |
モデル図
円柱のソリッドボディを定義し、材料として鉄を設定します。
境界条件として上面の面トポロジに分布荷重、下面の面トポロジにZ方向の変位固定条件を適用しています。
ボディ属性および材料の設定
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ボディ No./ボディタイプ |
ボディ属性名 |
材料名 |
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0/Solid |
Cylinder |
007_鉄Fe※ |
※材料データベースを利用
境界条件
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境界条件名/トポロジ |
タブ |
境界条件の種類 |
条件 |
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Fix_z/Face |
機械 |
変位 |
Z成分のチェックボックスをオン |
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LOAD/Face |
機械 |
分布荷重(面） |
X=0, Y=0,
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解析結果
応力のZ垂直応力のコンター図を示します。応力の単位は[Pa]です。
描画設定ダイアログにおいて、コンター図の最大値を1M、最小値を-1Mに設定しています。
断面図の設定として、切断面の方向をXY平面、切断面上の点を切断面Z座標2.5mmとして断面図を表示しています。
断面の法線ベクトルと応力成分の方向が一致しているため、断面に対して垂直に働く圧縮応力を見ていることになります。
荷重として印加した1MPaがそのまま圧縮応力として表れます。
次に45°回転させた断面（切断面の方向：XY平面、切断面Z座標：2.5mm）を作成します。
切断面の方向、切断面Z座標を入力後、切断面の操作の「グリッドに沿う」にチェックを入れ、角度を45度に設定します。
その後、図中の矢印で示した回転矢印をマウスで回転させると、45度回転した断面を切断することができます。
さらに、45°回転させた断面（切断面の方向：XY平面、切断面Z座標：2.5mm）に対して
垂直に働く応力成分や断面に沿ったせん断応力成分を表示する場合、座標系設定を行う必要があります。
解析結果タブ→描画設定の下矢印を選択→座標系設定から座標系の種類「ローカル座標系」を選択し、
原点：X = 0,Y = 0, Z = 2.5、X'方向ベクトル： X = 1, Y = 0, Z = -1 に設定します。
応力成分としてZ'垂直応力を選択することで、45°回転させた断面に対して垂直に働く応力成分を表示することができます。
応力値は-0.5MPaとなります。
荷重印加方向に対して斜め方向の応力であるため、印加荷重である-1MPaよりも小さい値になります。
応力成分として、Z'X'せん断応力を選択することで、45°回転させた断面に沿ったせん断応力成分を表示することができます。
0.5MPaのせん断応力が発生していることが確認できます。
図に示した赤矢印の方向へせん断変形させる力が働いていることを示しています。