16.0 シェルの解析-基本

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1.0、2.0、4.0の記事の読了を前提として、操作についての記載を省略している場合があります。

###解析内容
<dl>
  <dt>使用ファイル</dt>
  <dd>shell_1.stp</dd>
  <dt>単位</dt>
  <dd>mm-ton</dd>
  <dt>材料物性値:Top</dt>
  <dd>Steel　　(注1)</dd>
  <dd>縦弾性係数：E=210000 [MPa]</dd>
  <dd>ポアソン比：ν=0.3</dd>
</dl>
荷重状態
　load(面)： p = 1e-6 [MPa]　青色
　fix(エッジ)； Dx = Dy = Dz = 0  [mm]　緑色

形状
　2000×2000×1 [mm]
![Fig16_00_01.PNG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/888272/bfe4fc4b-fee6-3d97-5491-faf1c64256d1.png)

<ul>
<li>(注1)</li>この値は元の例題での値です。ここでは PrePoMax の Material Library に登録済の近い値の材料を使います。
</ul>

###形状の読込
PrePoMaxの新規起動または新規作業開始をしてください。
unit system:<b>mm,ton,s,℃</b> に設定してください。
<dd>元の例題の記載では、単位系が m-kg-Pa になっています。しかし、Stepファイルの単位はmmでした。</dd>
shell_1.stpをインポートしてください。
オブジェクト・ブラウザのGeometryタブのツリーにShell_part-1が作成され、グラフィック・パネルには部品が表示されます。
Shell_part-1は２枚の面から構成されています。

###メッシュ作成

メッシュの種類を、デフォルトの２次要素から線形要素に変更します。
　GeometryタブのツリーのSolid_part-1の右クリックメニューの Meshinng Parameters。
　メニューバーの場合はMesh → Meshinng Parameters。

　<b>Mesh type</b>
　Second order = <font color="Red">No</font>
　Quad-dominated mesh = No(デフォルトのまま)

Shell_part-1にCreate Meshを実行してメッシュを生成してください。

###材料物性値の設定

Material Library から材料 Steel：<b>S185</b> を呼び出してください。

　FE ModelタブのツリーのMaterialsの右クリックメニューのMaterial Library。
　メニューバーの場合はProperty→Material library。

　ツリーのMaterialsの下に S185 が表示されます。

セクションの設定をしてください。

　FE ModelタブのツリーのSectionsの右クリックメニューのCreate。
　メニューバーの場合はProperty→Section→Create。

　<b>Type</b> = Shell section
　<b>Properties</b>
　Name = Shell_selection-1 (デフォルトのまま)
　Material =  S185
　Thickness = 1 [mm]
　Offset 0
　Region type = Part name
　Part = Shell_part-1

　「OK」を左クリック

ツリーのSectionsの下に Shell_selection-1 が表示されます。

###面の命名

境界条件を設定する面の数は１つだけのため、あとのStep/BCsのときに設定することにして、ここでの作業を不要とします。

###解析設定
解析ステップを新規作成してください。

　FE ModelタブのツリーのStepsの右クリックメニューのCreate。
　メニューバーの場合はStep→Step→Createです。

　<b>Type</b> = Static step
　<b>Data</b>
　Name = Step-1 (デフォルトのまま)
　Solver = Default (デフォルトのまま)
　Nlgeom = <font color="Red">Off</font>　　(注2)
　Incrementation = Default (デフォルトのまま)

<ul>
<li>(注2)</li>板厚に比べて変形量が大きいときは On にする必要があります。今回は、Off で良いです。
</ul>

固定するエッジ(2本)を設定してください。

　FE ModelタブのツリーのStep-1/BCsの右クリックメニューのCreate。
　メニューバーの場合はStep→BC→Createです。

　<b>Type</b> = Fixed
　<b>Properties</b>
　Name = Fixed-1 (デフォルトのまま)
　Region type = Selection (デフォルトのまま)

圧力の面を設定してください。

　FE ModelタブのツリーのStep-1/Loadsの右クリックメニューのCreate。
　メニューバーの場合はStep→Load→Createです。

　<b>Type</b> = Pressure
　Name = Pressure-1 (デフォルトのまま)
　Region type = Selection (デフォルトのまま)
　Magunitude = 1e-6 [MPa]
　Color = Royal Blue (デフォルトのまま)

≪ファイル保存≫
いったんファイルを保存してください。名前は任意ですが、ここでは16_00フォルダーの16_00.pmxファイルとしました。

###ソルバー計算
ソルバー計算を実施してください。

表示例を示します。
![Fig16_00_02.PNG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/888272/ff1536e2-f2c8-6809-e2f9-ad25aa52397d.png)

###２次要素での計算

ここでは、モデルを修正して２次要素での計算を行います。必要ならばファイルを保存したり、コピーを保存するなどの対応をしてください。

メッシュの種類を２次要素に戻してください。
　GeometryタブのツリーのSolid_part-1の右クリックメニューの Meshinng Parameters。
　メニューバーの場合はMesh → Meshinng Parameters。

　<b>Mesh type</b>
　Second order = <font color="Red">Yes</font>
　Midside nodes on geometry =No(デフォルトのまま)
　Quad-dominated mesh = No(デフォルトのまま)

Shell_part-1にCreate Meshを実行してメッシュを生成してください。

ソルバー計算を実施してください。

表示例を示します。
![Fig16_00_03.PNG](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/888272/e2f7f729-0312-1e84-5285-7fac6970ff67.png)

通説通り、線形三角形要素は“硬い”という結果になっています。