【構造】よもやま話（連載）NO.1

【構造】よもやま話（連載）NO.1

2019年11月01日

ユーザーの方から（イメージ的には）、１００MM角（板厚２MM）の正方形の板２枚を１０MM程度重ねて貼り合わせる時、貼り合わせ方法で、５MMピッチ、10MMピッチに溶接したり、重なり部分を全部溶接したり、溶接形状も丸、長方形、楕円形など、いろいろのケースの場合に応力解析をおこなって比較したいとの相談を受けました。
私の感覚だと板は板要素（PLATE要素）でモデル化するのが常識。しかし、板要素だと２枚をずらして重ねるところのモデル化が難しい。５MMピッチの溶接のモデル化も難しい。溶接の部分は２重節点で剛体要素でつなぐ…でも溶接形状は表現困難…剛体でつなぐ方法もあまりよくないなあ…溶接ピッチや溶接形状別のモデル作成に手間がかかる……などと悩んでいたところ、ユーザーの方からCADで作成した形状ファイルが送付されてきました。これを、ソリッド（三角錐のテトラ要素）で自動メッシュすれば、溶接部分は一体のCAD形状になっているので、板要素のような悩みはなくなります。「薄い板状のものはテトラ要素を使うべきではない」…と思ってきましたたが…とりあえず自動メッシュしたら計算できました。

メッシュ形状は表面的にはキレイなのですが、非常につぶれたテトラ要素（特に溶接で接合部付近）になっています。つぶれたテトラ要素には、精度上の問題もありますが、CADで形状さえ作成すれば、簡単に自動メッシュして計算できるため、２枚の板のいろいろな貼り合わせのケースを相対比較する上では、良い方法と思われます。最初のモデルで最大要素サイズを変化させて変位・応力の変化を比較しておくことが重要です。

[From MSC技術室 K.M]

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