Linear elastic solid#
問題の説明#
圧力を負荷された楕円形状に発生する応力を確認するベンチマークです。The Standard NAFEMS BenchmarksにLE10として掲載されています。
条件#
ベンチマークに使用するメッシュパターンはCoarse modelとFine modelの2種類としました。
使用した要素は6面体の1次要素、2次要素です。
Coarse modelのメッシュは次の通りです。
Fine modelのメッシュは次の通りです。
条件図を次に示します。DCD'C'はY軸並進成分を固定、ABA'B'はX軸並進成分を固定します。
BCB'CはX、Y軸並進成分を固定、EE'はZ軸並進成分を固定します。
入力する物性値は次の通りです。
材料物性 |
入力値 |
|---|---|
ヤング率 |
2.1E11 Pa |
ポアソン比 |
0.3 |
結果と考察#
比較する結果はD点のY方向応力です。参照値は5.38MPaです。比較結果を示します。
比較結果は次の通りです。
Solver |
Mesh |
Type |
Order |
Shape |
Result |
Error |
|---|---|---|---|---|---|---|
Reference value |
-5.38 |
0.00% |
||||
Commercial code |
Coarse |
C3D8 |
1 |
Hex |
-2.56 |
-52.35% |
Commercial code |
Coarse |
C3D8I |
1 |
Hex |
-5.48 |
1.92% |
Commercial code |
Coarse |
C3D20 |
2 |
Hex |
-5.29 |
-1.61% |
Commercial code |
Coarse |
C3D20R |
2(Reduced) |
Hex |
-5.38 |
0.01% |
Commercial code |
Fine |
C3D8 |
1 |
Hex |
-3.83 |
-28.82% |
Commercial code |
Fine |
C3D8I |
1 |
Hex |
-5.50 |
2.18% |
Commercial code |
Fine |
C3D20 |
2 |
Hex |
-5.61 |
4.19% |
Commercial code |
Fine |
C3D20R |
2(Reduced) |
Hex |
-5.61 |
4.19% |
Calculix 2.18 |
Coarse |
C3D8 |
1 |
Hex |
-3.99 |
-25.84% |
Calculix 2.18 |
Coarse |
C3D8I |
1 |
Hex |
-7.25 |
34.70% |
Calculix 2.18 |
Coarse |
C3D20 |
2 |
Hex |
-5.31 |
-1.27% |
Calculix 2.18 |
Coarse |
C3D20R |
2(Reduced) |
Hex |
-5.38 |
-0.02% |
Calculix 2.18 |
Fine |
C3D8 |
1 |
Hex |
-5.11 |
-5.07% |
Calculix 2.18 |
Fine |
C3D8I |
1 |
Hex |
-6.25 |
16.22% |
Calculix 2.18 |
Fine |
C3D20 |
2 |
Hex |
-5.66 |
5.24% |
Calculix 2.18 |
Fine |
C3D20R |
2(Reduced) |
Hex |
-4.06 |
-24.47% |
FrontISTR v5.2 |
Coarse |
361 |
1 |
Hex |
-6.31 |
17.27% |
FrontISTR v5.2 |
Coarse |
362 |
1 |
Hex |
-5.50 |
2.31% |
FrontISTR v5.2 |
Fine |
361 |
1 |
Hex |
-5.45 |
1.26% |
FrontISTR v5.2 |
Fine |
362 |
1 |
Hex |
-5.70 |
6.03% |
最も誤差が少なかったCalculixを使用した2次6面体低減要素のY方向応力コンタを次に示します。
