結果

異なる要素タイプとメッシュサイズを持つ多数のシミュレーションを、 弾性膜モデルに対して実施しました。

結論

以上の解析からいくつかの結論が得られます。

  1. オープンソースのソフトウェアを使用して圧力荷重条件で平面応力解析を実行し、正しい解を得ることができます。現在の解析では、すべてのソルバーを使用して、目標に近い \(\sigma_{yy}=92.7 MPa\) の応力値を取得できます。

  2. CalculixとCode_Asterは一般的に同じような出力を提供していることがわかりますが、CalculiXの方が細かいメッシュでは少し正確です。

  3. 2次三角形メッシュと微細2次三角形メッシュを除いて, Elmerは他のFEコードより速く収束しました。

Calculix eliptic membrane results

図 17 Calculixソフトウェアおよび2次六面体メッシュで得られた結果

線形三角形メッシュ

ソルバ

粗いメッシュ

細かいメッシュ

CalculiX

33.79 MPa

54.84 MPa

Code_Aster

33.58 MPa

54.88 MPa

Elmer

39.37 MPa

65.19 MPa

2次三辺形メッシュ

ソルバ

粗いメッシュ

細かいメッシュ

CalculiX

73.09 MPa

88.42 MPa

Code_Aster

73.13 MPa

88.33 MPa

Elmer

69.26 MPa

85.46 MPa

Triangular eliptic plate mesh comparison

図 18 三角形メッシュによるシミュレーション結果を示すグラフ

線形四辺形メッシュ

ソルバ

粗いメッシュ

細かいメッシュ

CalculiX

69.62 MPa

85.55 MPa

Code_Aster

70.49 MPa

85.40 MPa

Elmer

75.33 MPa

86.91 MPa

2次四辺形メッシュ

ソルバ

粗いメッシュ

細かいメッシュ

CalculiX

85.85 MPa

92.99 MPa

Code_Aster

87 MPa

92.21 MPa

Elmer

89.65 MPa

93.78 MPa

Quadrilateral eliptic plate mesh comparison

図 19 四辺形メッシュによるシミュレーション結果を示すグラフ