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CIVIL 作成 編集

[Civil] 境界条件が適切でなく、解析時にエラーが発生します。

質問

境界条件が適切でなく、解析時にエラーが発生します。

 

回答

構造解析で要素の自由度エラーや異常な変位が発生するときは、モデル自体をチェックする必要があります。

 

1. ソリッド要素の回転拘束

・板要素とソリッド要素を結合するために剛体連結を用いる場合、剛体連結の自由度に回転拘束を含むとエラーが発生します。

・板要素には移動と回転の自由度がある反面、ソリッド要素には移動の自由度だけがあり、自由度の衝突でエラーが発生します。この場合には移動の自由度だけを剛体連結で結びます。

 

2.施工段階部材の初期変位計算

・施工段階解析制御で “段階施工部材の初期変位計算” オプションを適用した場合です。

 

・初期接線変位は前に施工された節点を基にして計算されます。下部構造を先に施工して上部構造が後で施工される場合に上部構造と下部構造が遠く離れていると、初期接線変位が計算できなくなります。

・この場合は上部構造の節点を下部構造と同じ段階で生成すると、初期接線変位が計算できます。

 

3. 節点の連結性

上のモデルは「ウィザード> データチェック> 自由辺表示/面表示」 で構造物の自由辺を確認したものです。

 ・ 要素が繋がっているはずの所に自由辺が表示されており、拡大すると節点が共有されていないことが分かります。このように節点が微小に離れているか、同一位置に節点が重複している場合は解析時にエラーが発生します。この場合は節点をマージして強制的に節点を共有させるか、形状を修正してください。

 ・右上の図は、板要素のモデリングで頻繁に発生するエラーです。 この場合も、 フリーエッジが発生しないように右下のように要素を修正する必要があります。

 

4. 弾性連結要素の圧縮専用タイプ

左上のモデルは架設ベントの圧縮専担特性を表現するために圧縮専用の弾性連結要素を使用したモデルです。構造物の法線方向だけに抵抗する架設ベントの特性を考慮して、弾性連結要素の拘束を構造物の法線方向に与えたものです。

 

 ・ しかし、これは間違った設定で、拘束条件の不足でSingularエラーの原因になります。架設ベントの圧縮専担特性は既に圧縮専用の弾性連結要素で考慮されているため、弾性連結要素の下端は仮想の固定端として全ての自由度を拘束すべきです。

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