FEA：初期形状の変更は解の分岐を引き起こす

に 私が投稿したこの前の質問 、アレフゼロは親切に私が持っていた収束問題の多くがNASTRANが快適な実行を感じなかった非常に高いほっそりした比率のためだったことに注意しました。これは大丈夫で、質問に対する受け入れられた答えは私のモデルか私のソフトウェアのどちらかに変更が必要であるかもしれないことを示していますが、私は私の構造に関して面白い気まぐれを見つけたようです。

次の2つの画像を考えてください。以下は両方について真実です。

• 左シングル ビーム 非常に高い剛性
• 正しいシングル ロッド $ 10 ^ { - 7} $ m $ ^ 2 $の面積があります
• ボトム はり $ 1000 $要素で構成されています
• 左端の2つのノードは 123456
• $ 18 \ frac {\ text {rad}} {\ text {sec}} $の角速度が適用されました

私が1000個の要素を持っているからといって、私は必然的にほっそりさの問題を解決したことを意味しますが、私はそれにへこみを入れたかもしれません。

最初の画像では、$ 1000 $の要素が水平に並んでいて、最大のたわみはミリメートルのオーダーです。曲線の形は私の予想と一致しています。伸びるには硬すぎる、ロッドを同じ長さに保ちながら上に弧を描くように動く、残りの要素はこの新しい曲線に従う。

しかし、2番目の画像ではほとんどパラメータが変更されていないため、約1キロメートルの偏向があります。変わったのは最初の幾何学的状態だけで、水平線ではなく曲線から始めます。

これは通常の動作のようですか？単純に、最初のジオメトリをわずかに変更しても（一番右のノードが最初の画像から2番目の画像に$ 30 $ cm上に移動しても）、たわみが大きく変動しないはずです。ここで考慮していない？

.f06ファイルには、2つ目の並進方向に問題がある右側のノードのいくつかについて不満がありますが、これはたわみを見て明らかですが、私は知りません なぜ これらのノードには問題があります。

非線形方程式のセットはいくつかの数学的な解（そしてしばしば未知数の解）を持つかもしれません。あなたの最初の解決策は、物理的に現実的なものに対応するように見えます。材料が1000以上のひずみまで線形弾性でない限り、2番目のものは明らかに物理的ではありません、しかし数学はあなたの材料の挙動について何も知らない。

非線形方程式を解くことは、通常、反復手順によって行われます。収束していない解が反復の間に物理的に非現実的になると、それは他の解法プロセスのためにしばしばそのように留まります。

他のスレッドで説明したように、内部応力がすべてゼロの最初の反復は線形解に対応し、曲線構造では線形変位は大きくなります。その後、起こることは数学的に正しいかもしれませんが、それは「工学的」ではありません。

まっすぐな構造では、「まっすぐな」からの逸脱はおそらく最初の反復で自動的に抑制されます。その場合、構造は梁に沿って適切な大きさの張力を持ち、それによって適切な大きさの曲げ剛性が与えられ、その後の反復は物理的に理にかなった答えに収束します。

2つの解について反復ごとに変形した形状をプロットして、それぞれで収束がどのように進行したかを確認することは有益です。

収束基準があなたの問題に対して物理的に何を意味するのかを調査したいと思うかもしれません。 IIRC Nastranでは、変位増分のサイズ、各要素の内部ひずみエネルギーの変化、および各節点の残留荷重をチェックすることができます。あなたの2番目の解決策はあなたが選択した基準（つまり、あなたがそれを指定しなかったならデフォルトのもの）に従って「収束」したが、他の基準に従ってではなかったという可能性があります。

私は最初の解決策がはるかに少ない要素で同じ結果に収束するだろうと思います。 1000の代わりに100の要素、あるいはたぶん10の要素さえあります。

ソリューション戦略のためのさらに別のアイデア

OPは梁の直線形状から収束解を得る方法を見つけたので、それは曲がった梁を解析するための可能な方法を示唆しています。最初に荷重を加える荷重ステップを行い、次に梁をまっすぐにします同時にそれらの荷重を取り除き、「実際の」荷重をモデルに適用するステップ。

梁をまっすぐにするのに必要な荷重を見つけるには、モデルにゼロ以外の規定の変位を適用します（ SPC 入力ではなく SPC1 ）反力の出力を要求する SPCF=ALL ケースコントロール。入力に必要なゼロ以外の変位は、曲線モデルと直線モデルの対応する格子点間の距離です。

拘束するとNastranの塗りつぶしが失敗することに注意してください。 すべての モデルの自由度 - 自分自身で何かを計算させる必要があります。おそらく、すべての翻訳を修正し、回転は修正しなくても十分でしょう。それでもうまくいかない場合は、モデル内の他の要素に接続されていないダミー要素を作成し、その一方の端を修正してから、負荷をかけないようにします。それからNastranはそれのもう一方の端が動かないことを計算し、あなたに他のすべての制約に対する反力を与えることを幸せにするでしょう。