Three Dimensional Finite Element Method
3D Solid Example

剛性マトリクスの計算方法とAssemblyをベースに3次元弾性解析プログラムも作成しました。 そこで3次元問題をいくつか紹介します。 3次元弾性解析プログラムは剛性マトリクスの計算方法とAssemblyをしっかりと勉強しておけば容易に作成できま。 ですが問題は入力データの作成です。 プログラミングで要素情報、節点座標、境界条件のデータを作成していますが、 正しく出来ているかは自分で絵を書いて確認しなければなりません。 この確認には大変時間が掛かりますので確認のためのデータも同時に作成しておきます。 そのデータは表計算ソフトで表示させると確認操作がスムーズに行えます。 といことで、ここでは非常に簡単な問題を取り上げます。

プログラムの開発にはG95コンパイラーを使いました。ここで作成したプログラムは全てF77をベースになっていますので、 コンパイルの際は、G95 XXXXXXX.FORと入力して下さい。 するとG95は自動的にF77ベースのソースであることを認識してくれます。

ここではまた主応力の計算方法と積分点数を減らさない低減精度積分法の紹介します。 この低減精度積分法2次元でも紹介しましたので ここでは計算結果のみを紹介します。

■プログラム■
以下に ここで使用したプログラムを紹介しておきます。 計算結果は表計算ソフトに間単に読み込ませられるようにファイルに出力されます。

プログラム名 プログラムの特徴 入力ファイル名 出力ファイル名
3DSTATIC8QFXCOMBINE.FOR 8節点ヘキサ1次要素を用いて線形弾性解析を行う。 STATIC3D08.DAT, PARAM.DAT SOLUTION08.FEM, DISPLACE.MNT, ECHO08.OUT
27節点ヘキサ1次要素を用いて線形弾性解析を行う。 STATIC3D27.DAT, PARAM.DAT SOLUTION27.FEM, DISPLACE.MNT, ECHO27.OUT
WEBSS3D8.FOR 8節点ヘキサ1次要素線形弾性解析のための入力データを作成する。 なし STATC3D8.DAT, NEUTRAL.DAT, PARAM.DAT
WEBSS3D27.FOR 27節点ヘキサ1次要素線形弾性解析のための入力データを作成する。 なし STATC3D27.DAT、NEUTRAL.DAT, PARAM.DAT
SOILD-OPTIMIZERX.FOR WEBSS3D8.FORで作成された節点情報を見直し、グローバル剛性マトリクスのバンド幅が狭く なるように節点番号の並べ替えを行う。 STATC3D08.DAT, PARAM.DAT STATC3D08.DAT, BNDWDTH.FEM, OPTIMIZATION-STATUS.FEM
WEBSS3D27.FORで作成された節点情報を見直し、グローバル剛性マトリクスのバンド幅が狭く なるように節点番号の並べ替えを行う。 STATC3D27.DAT, PARAM.DAT STATC3D27.DAT, BNDWDTH.FEM, OPTIMIZATION-STATUS.FEM
POST3DTAUX.FOR 3DSTATIC8QFXCOMBINE.FORによる変位の計算結果から節点での応力と主応力を計算します。 また、NEUTRAL.DATを元にビームの中立線上が円弧を描く場合は、円弧の半径を計算します。 STATC3D08.DAT, NEUTRAL.DAT, DISPLACE.MNT, PARAM.DAT STRESS08.OUT, SUMMARY08.OUT, NEUTRAL.OUT
STATC3D27.DAT, NEUTRAL.DAT, DISPLACE.MNT, PARAM.DAT STRESS27.OUT, SUMMARY27.OUT, NEUTRAL.OUT


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