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2020年09月06日

sfepy HEXA１要素 1軸引張・圧縮解析

テーマ： 3D-CAD＆CAE使いこなしてますか？？(181)

カテゴリ： CAE

以下の例題を改変して線形弾性体、Neohook、Mooney-Rivlinについて引張・圧縮解析をやってみた。
http://sfepy.org/doc-devel/examples/large_deformation-compare_elastic_materials.html
1辺1mmの立方体HEXA1要素で、Z方向に荷重を与え、Z変位を取得する。

↓荷重-変位グラフ

↓引張アニメーション(Mooney Rivlin)

↓圧縮アニメーション(Mooney Rivlin)

以下、備忘録的にポイントをメモ(インデントが壊れる)
メッシュの定義
def mesh_hook(mesh, mode):
"""

"""
mesh = gen_block_mesh([1.0, 1.0, 1.0], [2, 2, 2], [0.5, 0.5, 0.5], name='el3',
verbose=False) #size, number of nodes, center position
return mesh
　 filename_mesh = UserMeshIO(mesh_hook)
材料の定義
materials = {
'solid' : ({
'K' : 8.333, # bulk modulus
'mu_nh' : 3.846, # shear modulus of neoHookean term
'mu_mr' : 1.923, # shear modulus of Mooney-Rivlin term

# elasticity for LE term
'D' : stiffness_from_lame(dim=3, lam=5.769, mu=3.846),
},),
'load' : 'empty',
}

ebcs = {
'Fix' : ('origin', {'u.all' : 0.0}),
'xyz100' : ('xyz100', {'u.[1,2]' : 0.0}),
'xyz010' : ('xyz010', {'u.[0,2]' : 0.0}),
'xyz001' : ('xyz001', {'u.[0,1]' : 0.0}),
'xyz110' : ('xyz110', {'u.[2]' : 0.0}),
}
解くべき支配方程式
equations = {
'linear' : """dw_lin_elastic.i.Omega(solid.D, v, u)
= dw_surface_ltr.isurf.Top(load.val, v)""",
'neo-Hookean' : """dw_tl_he_neohook.i.Omega(solid.mu_nh, v, u)
+ dw_tl_bulk_penalty.i.Omega(solid.K, v, u)
= dw_surface_ltr.isurf.Top(load.val, v)""",
'Mooney-Rivlin' : """dw_tl_he_neohook.i.Omega(solid.mu_mr, v, u)
+ dw_tl_he_mooney_rivlin.i.Omega(solid.kappa, v, u)
+ dw_tl_bulk_penalty.i.Omega(solid.K, v, u)
= dw_surface_ltr.isurf.Top(load.val, v)""",
}