Salome-Meca 講習会 ( 初級 ) 応力解析のはじめかた Salome-Meca 活用研究会 入門 導入 検証分科会

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1 Salome-Meca 講習会 ( 初級 ) 応力解析のはじめかた Salome-Meca 活用研究会 入門 導入 検証分科会

2 Salome-Meca とは EDF( フランス電力公社 ) が提供している Linux ベースのオープンソース構造 熱解析ソフト Code_Aster : 解析ソルバー Salome-Meca : プリポストを中心とした統合プラットフォーム :SALOME Platform に Code_Aster をモジュールとして組み込んだもの Code_Aster は 構造力学 熱力学を中心に非常に高度で多彩な機能と 400 を超える要素 ( 次元 次元 3 次元ほか ) を有しています また,000 以上のテストケースと 3,000 ページ以上のドキュメント ( 使用方法 テクニック 理論的背景 ) 公式フォーラムなどがあり 他のオープンソース CAE ソフトと較べてサポート体制が充実しているのが特長です Code_Aster & Salome-Meca 日本語解説より - Japan Salome-Meca Working Group

3 練習問題概要 (/) 例題形状データ H 型鋼 (Hsteel:H 長さ,000mm) Z A 部詳細図 0 Y 00 材料定数 ヤング率 :. 0 5 MPa ポアソン比 :0.3 拘束条件 端面完全固定荷重条件 先端部に Z 方向に -0,000N Z 0 F=0,000N 50,000 端面完全固定 単位 :mm 00 X A 3 - Japan Salome-Meca Working Group

4 練習問題概要 (/) これから下記のようにグループ化を行います 面 :fix ( 根元の固定部 ) 面 :loada ( 先端の面 ) 線 :loadl ( 先端上端の50mmのライン ) 点 :loadp ( 先端上端外側のコーナー部の点 ) 点 loadp 線 loadl 拘束面 fix 面 loada 4 - Japan Salome-Meca Working Group

5 解析手順. Salome-Meca の起動. geometry モジュールを起動 3. 形状のインポート 4. 基本操作方法 5. グループを作成 6. メッシュの作成 7. 解析実行用ファイルの作成 8. 解析実行用ファイルの編集 9. 解析の実行 0. 結果の表示 本マニュアルは DEXCS0-Salome-D0-B-64(64bit) で作成 5 - Japan Salome-Meca Working Group

6 作業用フォルダーの作成. 作業用フォルダーを事前に作成します [ 場所 ]>[ ホームフォルダー ] を左クリック. [ ファイル ]>[ 新しいフォルダーの作成 (F)] を左クリック 3. hsteel を入力し 作業用フォルダーを作成 4. 形状ファイル [hsteel.stp] を作業用フォルダーに入れておく 3. hsteel を入力 Salom-Meca では ファイル名 フォルダー名には日本語は使用できません 大文字 小文字は区別されます 6 - Japan Salome-Meca Working Group

7 Salome-Meca の起動. デスクトップ上の [Salome V6_6_0] アイコンを左ダブルクリック. Salome-Meca が起動.Salome-Meca が起動 7 - Code_Aster and Salome-Meca course material GNU FDL Licence

8 Geometry モジュールを起動 (/). モジュール情報をプルダウンし [Geometry] モジュールを選択 or [Geometry] アイコンを左クリック. [ モジュールのアクティブ化ウインドウ ] で [ 新規作成 (N)] を左クリック モジュール情報 [Geometry] アイコン 8 - Japan Salome-Meca Working Group

9 Geometry モジュールを起動 (/) Geometry モジュール起動画面 オブジェクトブラウザ 標準バー メニューバー モジュール情報バー パイソンコンソール グラフィックウィンドウ 9 - Japan Salome-Meca Working Group

10 形状のインポート (/3). [ メニューバー ]>[ ファイル (F)]>[ インポート ]. [ インポート ] ウィンドウで ファイルの種類を [STEP Files] に変更 3. 作業フォルダより [hsteel.stp] ファイルを選択し [Open] ボタンをクリック Japan Salome-Meca Working Group Salome でサポートされているファイル形式 ACIS Files(.sat) BREP Files(.brep) IGES Files 5. & 5.3(.iges.igs) STEP Files(.step.stp) STL ( エキスポートのみ )

11 形状のインポート (/3) [Question] ウィンドウが表示された場合 mm 単位系を使用するなら [No] m 単位系を使用するなら [Yes] を左クリック今回は [No] を左クリックする - Japan Salome-Meca Working Group

12 形状のインポート (3/3) 境界ボックスの確認.[ メニューバー ]>[ 計測 ]>[ 寸法 ]>[ 境界ボックス ] を左クリック.[ オブジェクトブラウザー ]>[Geometry]>[HSTEEL] を左クリック 3. 単位系を確認し [ 閉じる (C)] を左クリック - Japan Salome-Meca Working Group 3

13 基本操作方法 画面上操作方法 マウス操作 回転 :ctrl キー + マウス右ボタン + ドラッグ 移動 : ctrl キー + マウス中ボタン + ドラッグ 拡大 ( 縮小 ): マウス中ボタン上 ( 下 ) スクロール or ctrl キー + マウス左ボタン + ドラッグボタン操作 視点の切り替え : すべて表示 : 復元 : 3 - Japan Salome-Meca Working Group

14 グループを作成 (/5). [ オブジェクトブラウザー ]>[Geometry]>[HSTEEL] を左クリック. 右クリックをして [ グループを作成 ] を左クリック 4 - Japan Salome-Meca Working Group

15 グループを作成 (/5). [ グループを作成 ] ウィンドウの オブジェクトの種類 で [ 面 ] を選択. グループの名前 に fix を入力 大文字 小文字は区別されます 文字数が 8 文字を越えますと解析実行時にエラーが発生します 3. メインオブジェクト が HSTEEL になっていることを確認 4. グラフィックウィンドウで変位拘束する面を左クリック グラフィックウィンドウ上で マウスを移動させると選択可能なオブジェクトが水色でハイライトされ 左クリックすることで選択されます シフトキーを押すことで 複数選択可 5. [ 追加 ] を左クリック 6. 面番号が追加されていることを確認 ( 今回は 3) 7. [ 適用 (A)] を左クリック 5 - Japan Salome-Meca Working Group 4 7

16 グループを作成 (3/5). [ グループを作成 ] ウィンドウの オブジェクトの種類 で[ 面 ] であることを確認. グループの名前 に loada を入力 3. メインオブジェクト が HSTEEL になっていることを確認 4. グラフィックウィンドウで荷重をかける面を左クリック 5. [ 追加 ] を左クリック 6. 面番号が追加されていることを確認 ( 今回は56) 7. [ 適用 (A)] を左クリック Japan Salome-Meca Working Group

17 グループを作成 (4/5). [ グループを作成 ] ウィンドウの オブジェクトの種類 で [ 線 ] を選択. グループの名前 に loadl を入力 3. メインオブジェクト が HSTEEL になっていることを確認 4. [ オブジェクトブラウザー ]>[Geometry]>[HSTEEL] を左クリック 5. 右クリックし [ 選択のみ表示 ] を左クリック 6. グラフィックウィンドウで荷重をかける線を左クリック 7. [ 追加 ] を左クリック 8. 線番号が追加されていることを確認 ( 今回は 70) 9. [ 適用 (A)] を左クリック Japan Salome-Meca Working Group

18 グループを作成 (5/5). [ グループを作成 ] ウィンドウの オブジェクトの種類 で [ 点 ] を選択. グループの名前 に loadp を入力 3. メインオブジェクト が HSTEEL になっていることを確認 4. 先に作成した面グループ loadl をアイコンを左クリックし非表示 5. グラフィックウィンドウで荷重をかける点を左クリック 6. [ 追加 ] を左クリック 7. 線番号が追加されていることを確認 ( 今回は 69) 8. [ 適用して閉じる (p)] を左クリック Japan Salome-Meca Working Group 4

19 メッシュの作成 (/6) モジュール情報よりプルダウンし [Mesh] を左クリック or Meshアイコンを左クリック [Mesh] アイコン メッシュモジュールが起動 9 - Japan Salome-Meca Working Group

20 メッシュの作成 (/6) [ メニューバー ]>[ メッシュ ]>[ メッシュを作成します ] or [ メッシュを作成します ] アイコンを左クリック 0 - Japan Salome-Meca Working Group

21 メッシュの作成 (3/6). オブジェクトブラウザーから [HSTEEL] を左クリック. メッシュを作成します ウィンドウのアイコンを左クリック 3. HSTEEL が選択されていることを確認 3 - Japan Salome-Meca Working Group

22 メッシュの作成 (4/6). アルゴリズム から [Netgen D-D-3D] を選択. メッシュを作成します ウィンドウの 前提条件 のアイコンを左クリック 3. [NETGEN 3D Parameters] を左クリック 3 - Japan Salome-Meca Working Group

23 メッシュの作成 (5/6). 最大サイズ に 0 最小サイズ に 5 を入力. 次要素 にチェック 3. [OK(O)] を左クリック 4. [ 適用して閉じる (p)] を左クリック Japan Salome-Meca Working Group 4

24 メッシュの作成 (6/6). [ オブジェクトブラウザー ]>[Mesh]>[Mesh_] を左クリック. [ メニューバー ]>[ メッシュ ]>[ 計算 ] 3. メッシュの計算が成功しました ウィンドウで節点数 要素数などを確認 4. [ 閉じる (F)] を左クリック 一次要素情報 二次要素情報 Japan Salome-Meca Working Group

25 解析実行用ファイルの作成 (/8). モジュール情報を [Aster] に切り替え or. Aster アイコンを左クリック 5 - Japan Salome-Meca Working Group

26 解析実行用ファイルの作成 (/8).[ メニューバー ]>[aster]>[wizard]>[linar elastic] or.linear elasticアイコンを左クリック Wizard は Salome-Meca でのみ利用可能 Salome-Meca03. には 4 つの wizard Linear elastic analysis: 静荷重弾性解析 Modal analysis: 固有振動数解析 Linear themic analysis: 熱伝導解析 Crack analysis (X-FEM): 亀裂解析 6 - Japan Salome-Meca Working Group

27 解析実行用ファイルの作成 (3/8) 解析するモデルの種類を選択 今回は [3D] のまま [Next>] を左クリック 解析するモデルの種類 3D Plane stress: 平面応力問題 Plane strain: 平面ひずみ問題 Axis symmetric: 軸対称問題 7 - Japan Salome-Meca Working Group

28 解析実行用ファイルの作成 (4/8). [ オブジェクトブラウザー ]>[Mesh]>[Mesh_] を左クリック. ボタンを左クリック 3. [Next>] を左クリック 8 - Japan Salome-Meca Working Group 3

29 解析実行用ファイルの作成 (5/8). ヤング率を. 0 5 MPa に設定. [Next>] を左クリック.e5 を入力 9 - Japan Salome-Meca Working Group

30 解析実行用ファイルの作成 (6/8). 拘束条件の設定のため loadp を左ダブルクリック. プルダウンボタンを左クリックし fix を左クリック 3. [Next>] を左クリック Japan Salome-Meca Working Group

31 解析実行用ファイルの作成 (7/8) 荷重条件の設定 荷重条件の設定画面では 圧力条件しか設定できないため 今回はそのまま [Next>] を左クリック 荷重条件は 解析実行用ファイルエディター Eficas で設定を行います 3 - Japan Salome-Meca Working Group

32 解析実行用ファイルの作成 (8/8). [ 解析実行用ファイル選択 ] を左クリック. ファイルの保存場所を選択 ファイル名 hsteel を入力し [Save] を左クリック 3. [Finish] を左クリック Japan Salome-Meca Working Group

33 解析実行用ファイルの編集 (/9). オブジェクトブラウザ >[Aster]>[liner-static]>[Data] の下の先ほど保存した解析実行用ファイルを左クリック. 右クリックし [Run Eficas] を左クリック 33 - Japan Salome-Meca Working Group

34 解析実行用ファイルの編集 (/9). プルダウンボタンを左クリック. [STA0ja] を左クリック 3. [OK(O)] を左クリック STA:Stable 安定版 9,0,:Code_Aster のバージョン ja: 日本語化 Japan Salome-Meca Working Group

35 解析実行用ファイルの編集 (3/9) グラフィカルな解析実行用ファイルエディター (Eficas) の使用 コマンドファイルの外観 キーワードの追加 / 変更タブ 概念の名前設定タブ新しいコマンドの追加タブ 35 - Japan Salome-Meca Working Group

36 解析実行用ファイルの編集 (4/9). [MODI_MAILLAGE]>[ORIE_PEAU_3D]>[GROUP_MA] を左クリック. 右矢印を左クリック 3. loadl が右ウィンドウに移動するので これを fix に書き換えて 左矢印を左クリック 4. [ 検証 (V)] を左クリック fix を入力 Japan Salome-Meca Working Group

37 解析実行用ファイルの編集 (5/9). [hsteel.comm]>[affe_char_meca]>[pres_rep] を右クリックし [Supprimer] を左クリックし 圧力荷重設定を削除 37 - Japan Salome-Meca Working Group

38 解析実行用ファイルの編集 (6/9). [hsteel.comm]>[affe_char_meca] を左クリック. キーワードを追加します タブより [FORCE_ARETE] を左クリック 3. [ 検証 (V)] を左クリック キーワードを追加します のキーワード順を並び替え Japan Salome-Meca Working Group

39 解析実行用ファイルの編集 (7/9). キーワードを追加します タブより [GROUP_MA] を左クリック. [ 検証 (V)] を左クリックすると コマンドツリーに [GROUP_MA] が追加される 3. loadl を入力し 左矢印を左クリック 4. [ 検証 (V)] を左クリック loadl を入力 3 [GROUP_MA] が追加される Japan Salome-Meca Working Group

40 解析実行用ファイルの編集 (8/9). コマンドツリーより [FORCE_ARETE] を左クリック. キーワードを追加します タブより [FZ] を左クリック 3. [ 検証 (V)] を左クリックすると コマンドツリーに [FZ] が追加される 4. 単位長さ当たりの荷重値 -00 を入力 0,000(N) 50(mm)=-00(N/mm) 5. [ 検証 (V)] を左クリック -00 を入力 Japan Salome-Meca Working Group

41 解析実行用ファイルの編集 (9/9). 編集した内容を上書き保存する. 左上の 印で 解析実行用ファイルエディター (eficas) を終了する コマンドツリーの色表示 緑色 :Code_Asterの文法を満たしている黄色 : Code_Asterの文法を満たしていますが 概念の名前が定義されていません赤色 : Code_Asterの文法を満たしていません 4 - Japan Salome-Meca Working Group

42 解析の実行 (/5). [ ドキュメントを保存 ] アイコンをクリック設定データを保存. [ オブジェクトブラウザー ]>[Aster]>[liner-static] を左クリック 3. 右クリックし [Edit] を左クリック 3 liner-static を左クリック 4 - Japan Salome-Meca Working Group

43 解析の実行 (/5). Total memory(mb) に 5 を入力. Time(s) に 600 を入力 3. [OK] を左クリック 5 を入力 600 を入力 Japan Salome-Meca Working Group

44 解析の実行 (3/5). [ オブジェクトブラウザー ]>[Aster]>[liner-static] を左クリック. 右クリックし [Run] を左クリック 44 - Japan Salome-Meca Working Group

45 解析の実行 (4/5) メッセージログが表示 オブジェクトブラウザーに [Post- Pro]>[liner-static.rmed] が表示されれば正常に終了です 45 - Japan Salome-Meca Working Group

46 解析の実行 (5/5) 作業フォルダ内訳 ファイル名 内容 liner-static.base フォルダ hsteel.comm hsteel.stp Code_Aster 解析実行用ファイル 形状ファイル liner-static.export liner-static.mess liner-static.mmed liner-static.resu liner-static.rmed Study.hdf 解析経過のメッセージエラーはフランス語で書かれているので google 翻訳などで内容を確認する メッシュデータ解析結果のメッセージ解析結果データ Salomeの保存データ 46 - Japan Salome-Meca Working Group

47 結果の表示 (/0) ParaVis モジュール起動時にソフトウェアエラーが発生しやすいので事前に保存をお勧めします モジュール情報を [ParaVis] に切り替え or ParaVisアイコンを左クリック ParaVis モジュールが起動 47 - Japan Salome-Meca Working Group

48 結果の表示 (/0). ParaVis モジュールより結果ファイル読み込みアイコンを左クリック. 作業フォルダより 結果ファイル (liner-static.rmed) を選択 3. [OK] を左クリック liner-static.rmed を選択 Japan Salome-Meca Working Group

49 結果の表示 (3/0). オブジェクトインスペクター より [Apply] を左クリック 49 - Japan Salome-Meca Working Group

50 結果の表示 (4/0) 50 - Japan Salome-Meca Working Group 表示方法切り替え表示サイズのリセット視点の切り替え選択範囲をズーム座標系表示中心表示画面上操作方法回転 : マウス左ボタン + ドラッグ移動 : マウス中ボタン + ドラッグ拡大 ( 縮小 ): マウス中ボタン上 ( 下 ) スクロール

51 結果の表示 変位 (5/0). フィールドのプルダウンメニューより [ RESU_DEPL] を左クリックすると変位コンターが表示. [ 凡例の表示 ] アイコンを左クリック Magnitude 大きさ DX DY DZ 各方向の変形量 5 - Japan Salome-Meca Working Group

52 結果の表示 スケール表示 (6/0). [Warp By Vector] アイコンをクリック. Vectors より [RESU_DEPL] をプルダウンし左クリック 3. Scale Factor に倍率を入力 0 を入力 4. [Apply] ボタンを左クリック Japan Salome-Meca Working Group

53 結果の表示 応力 (7/0). プルダウンメニューより [ RESU_SIEQ_NOEU] を左クリックすると応力コンターが表示. [ 凡例の表示 ] アイコンを左クリック VMIS ミーゼス応力 TRESCA トレスカ応力 PRIN_~3 各主応力 53 - Japan Salome-Meca Working Group

54 結果の表示 凡例の色編集 (8/0). [Edit Color Map] アイコンを左クリック. [Choose Preset] を左クリック 3. 好みの凡例を選択 4. [OK] をクリック 5. [Apply] を左クリック 6. [Close] を左クリック 3. 好みの凡例を左クリック Japan Salome-Meca Working Group

55 結果の表示 凡例の値編集 (9/0). [Edit Color Map] アイコンを左クリック. [Automatically Rescale to Fit Data Range] のチェックを外す 3. [Rescale Rage] を左クリック 4. set Range ウィンドウーに値を入力 5. [Rescale] を左クリック 6. [Apply] を左クリック 7. [Close] を左クリック 4. 値を入力 Japan Salome-Meca Working Group 6 7 色数変更

56 結果の表示 断面表示 (0/0). [Slice] アイコンを左クリック. Origin で断面中心座標を入力 3. 断面の法線方向を選択 4. [Apply] ボタンを左クリック 4. 断面中心座標を入力 3. 断面の法線方向を選択 56 - Japan Salome-Meca Working Group

57 補足 A AFFE_CHAR_MECA 一覧 構造解析の境界条件を設定するコマンドの AFFE_CHAR_MECA の使い方 境界条件対応要素関数形の入力の可否 DDL_IMPO 変位を与える 3D, D FACE_IMPO 面に変位を与える 3D, D PESANTUER 重力を与える all FORCE_FACE 面荷重を与える 3D FORCE_ARETE 線荷重を与える 3D, D FORCE_NODALE 節点荷重を与える all FORCE_COQUE 面荷重を与える D PRES_REP 圧力を与える 3D, D LIAISON_MAIL ソリッド要素同士を結合 ソリッドとシェル要素を結合 3D, D LIAISON_COQUE シェル要素同士を結合 D LIAISON_ELEM ビーム要素とソリッド シェル要素を結合 3D, D,D LIAISON_UNIF 節点グループの変位の値を同一にする Node LIAISON_SOLIDE 節点グループを変形のない剛体にする Node LIAISON_OBLIQUE 節点グループに局所座標を定義する Node LIAISON_DDL 節点の変数に線形の関係を与える Node 57 - Japan Salome-Meca Working Group

58 補足 B コマンドファイル詳細 (/3) DEBUT Eficas 設定済みファイル 解説 コマンドファイルの開始 DEFI_MATERIAU MA 材料の定義 ELAS 等方性材料 E ヤング率 NU 0.3 ポアソン比 LIRE_MAILLAGE MAIL メッシュの読み込み FORMAT MED b_format_med MODI_MAILLAGE MAIL メッシュの設定 MAILLAGE MAIL ORIE_PEAU_3D GROUP_MA fix AFFE_MODELE MODE モデルの設定 MAILLAGE MAIL AFFE 設定 TOUT OUI 全てを対象 PHENOMENE MECANIQU E 現象を設定 b_mecanique モデル (D or 3D) MODELISATION 3D 58 - Japan Salome-Meca Working Group

59 補足 B コマンドファイル詳細 (/3) Eficas 設定済みファイル AFFE_MATERIAU MATE 材料の適用 解説 MAILLAGE MAIL AFFE DEFI_MATERIAU で設定した材料をモデルに設定 TOUT OUI モデル全体に設定 MATER MA DEFI_MATERIAU で設定した材料をモデルに設定 AFFE_CHAR_MECA CHAR 境界条件の設定 ( 構造解析 ) MODELE MODE DDL_IMPO 変位の設定 GROUP_MA fix 体積 面 線のグループ名に設定 DX 0.0 変位の方向 変位量を設定 DY 0.0 DZ 0.0 FORCE_ARETE 単位長さあたりの荷重設定 GROUP_MA loadl 体積 面 線のグループ名に設定 FZ -00 Z 方向への荷重 MECA_STATIQUE RESU 線形構造解析のソルバー MODELE MODE モデルを設定 CHAM_MATER MATE AFFE_MATERIAUで設定した材料を設定 EXCIT 境界条件を設定 59 - Japan Salome-Meca Working Group

60 補足 B コマンドファイル詳細 (3/3) FIN 60 - Japan Salome-Meca Working Group Eficas 設定済みファイル CALC_ELEM RESU 要素解 MODELE CHAM_MATER RESULTAT b_prec_rela b_lineaire b_toutes OPTION EXCIT CHARGE MODE MATE RESU SIGM_ELNO,SIEQ_ELNO CALC_NO RESU 節点解 IMPR_RESU RESULTAT b_prec_rela OPTION FORMAT b_format_med b_restreint RESU CHAR RESU SIGM_NOEU,SIEQ_NOEU MED UNITE 80 MAILLAGE RESULTAT b_info_med b_sensible b_partie b_extrac b_cmp b_med b_topologie NOM_C HAM MAIL RESU SIGM_NOEU,SEQ_NOEU,D EPL 結果出力 コマンドファイルの終了 解説

61 補足 C 単位系 Salome-Meca は決まった単位系を持ちません単位系はユーザーが任意に決定する必要があります 物理量質量長さ時間力応力 ρ(steel) E(steel) SI kg m s N Pa mm MPa 系 ton mm s N MPa Japan Salome-Meca Working Group

62 参考文献 Code_Aster Training, DEXCS, OpenCAE Users Wiki オープン CAE 初心者勉強会 SALOME-Meca の使用法解説 :FS 氏提供, Meca%A4%CE%BB%C8%CD%D%CB%A%B%F%C0%E Code_Aster & Salome-Meca 日本語解説, 富山県立大学機械システム工学科機械エネルギー工学講座中川グループオープンCAE 富山第 回 Salome-Meca 構造解析入門講習資料 : 秋山様, CAE 懇話会 SALOME-Meca 活用研究会入門 導入分科会 ( 暫定ページ 3. Dexcs Salome MECA を用いた構造解析手順, はじめてのオープン CAE, 工学社,0 塾長秘伝有限要素法の学び方!, 日刊工業新聞社,0 6 - Japan Salome-Meca Working Group