積層板要素と積層ソリッド要素による固有値解析と線形静解析
NX Nastran SOL101/SOL103
事例概要
航空宇宙分野で多用されている高強度の複合材料積層板の損傷メカニズムを解明するために、有限要素法による応力解析が実施されています。積層板の厚さ方向の応力分布を知りたい場合は、積層板要素では表示できないので、積層ソリッド要素を用いる必要があります。Femap v11では、積層ソリッド要素で積層複合材のモデル化が可能になりました。
本事例は直交異方性材料を考慮し、片側が拘束される積層板を積層板要素と積層ソリッド要素によりモデル化し、固有値解析と線形静解析を実施しました。両方の解析結果を比較することにより、ほぼ同じになることが明らかになりました。また、線形静解析によるソリッド要素の板厚方向の応力分布がFemapで表示できることを確認しました。
| 固有値解析 | ||
|---|---|---|
| モード番号 | 積層板要素 | 積層ソリッド要素 |
| １次モード 板：7.11Hz ソリッド：7.11Hz |
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| ２次モード 板：7.32Hz ソリッド：7.33Hz |
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| ３次モード 板：41.87Hz ソリッド：41.91Hz |
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| ４次モード 板：41.93Hz ソリッド：42.04Hz |
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| 線形静解析 | |||
|---|---|---|---|
| 項目 | 積層板要素 | 積層ソリッド要素 | |
| たわみ |  |
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| 応力 |  |
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