３－２　モデル入力デ－タの作成

３－２－１　モデル入力データの数値の並び

表３－１のような並びでモデル入力デ－タを作成する。表３－２は図３－１のモデル３０１について作成した入力データである。表３－１と表３－２の１）～２０）の意味は下記のようである。

１）～７）の先頭１５字枠（１～１５欄）は説明文。ロ－マ字と数字で何を入れてもよい。

１）Ｎ１０＝整数５字枠（１６～２０欄）。タイトル。

２）Ｎ１１＝整数５字枠（１６～２０欄）。要素数。

３）Ｎ１２＝整数５字枠（１６～２０欄）。頂点に位置する節点の数。

４）Ｎ１３＝整数５字枠（１６～２０欄）。すべての節点の総数。

５）Ｎ１４＝整数５字枠（１６～２０欄）。材質と厚さの種類の数。

６）Ｎ１５＝整数５字枠（１６～２０欄）。数値積分するときのガウスの積分点の数。通常は３。３－８－１２項で説明する。

７）Ｎ１６＝整数５字枠（１６～２０欄）。適合要素のとき整数１、非適合要素のとき整数０。通常は１。３－９－１１項で説明する。

８）説明文。ロ－マ字と数字で何を入れてもよい。

９）番号１の節点に関する値である。

Ｎ２０＝整数５字枠（１～５欄）。節点の番号。

Ｃ２１＝小数１５字枠（６～２０欄）。節点のＸ座標。

Ｃ２２＝小数１５字枠（２１～３５欄）。節点のＹ座標。

１０）節点の番号順に節点の数だけ９）と同じ行が続く。

１１）説明文。ロ－マ字と数字で何を入れてもよい。

１２）番号１の要素に関する値である。

Ｎ３０　＝整数５字枠（１～５欄）。要素の番号。

Ｎ３１　＝それぞれ整数５字枠（６～４５欄に5欄×８個）。要素の８つの節点の番号。頂点のどれか

～Ｎ３８　１つを最初のＮ３１に選び、図３－２に示す位置関係の順番で８つの節点の番号を並べる。

Ｎ３９　＝整数５字枠（４６～５０欄）。材質と厚さの種類の番号。

Ｃ４０　＝小数１０字枠（５１～６０欄）。乾燥収縮や温度変化による要素の歪度。３－８－９項と３－８－１０項で説明する。

図３－２　要素の８つの節点の位置関係。最初のＮ３１は４つの頂点から任意に選べる。

Ｎ３１が決まると残りの７つの節点が決まる。

１３）要素の数だけ１２）と同じ内容が続く。

１４）説明文。ロ－マ字と数字で何を入れてもよい。

１５）番号１の材質と厚さの種類に関する値である。

Ｎ５０＝整数５字枠（１～５欄）。材質と厚さの種類の番号。

Ｃ５１＝小数１５字枠（１６～２０欄）。ヤング率。

Ｃ５２＝小数１５字枠（２１～３５欄）。ポアソン比。

Ｃ５３＝小数１５字枠（３６～５０欄）。厚さ。

Ｎ５４＝整数５字枠（５１～５５欄）。平面応力状態は０、平面歪状態は１。

１６）材質の種類の数だけ１５）と同じ内容が続く。

１７）説明文。ロ－マ字と数字で何を入れてもよい。

１８）節点に与える変位または表面力に関する値である。

Ｎ６０＝整数５字枠（１～５欄）。変位または０でない節点力を与える節点の番号。

Ｎ６１＝整数５字枠（６～１０欄）。Ｘ方向に与えるのが変位のとき１、節点力のとき０。

Ｎ６２＝整数５字枠（１１～１５欄）。Ｙ方向に与えるのが変位のとき１、節点力のとき０。

Ｃ６３＝小数１５字枠（１６～３０欄）。Ｘ方向に与える変位または節点力の値。

Ｃ６４＝小数１５字枠（３１～４５欄）。Ｙ方向に与える変位または節点力の値。

１９）変位または０でない節点力を与える節点の数だけ１８）と同じ内容が続く。１つの節点で、Ｘ方向とＹ方向のいずれでも０の節点力を与える場合は、１８）、１９）の所で節点力を与える必要がない。これらは計算の実行において自動的に与えられる。

２０）整数５字枠。デ－タの終わりを示すために９９９９９を入れる。

表３－１　モデル入力デ－タの並び

（注：最上行の数字は、数値配列の欄の数で、入力データではない。

各行先頭の１）～１０）のは、説明箇所の表示で、入力データではない）

5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

1) MODEL TITLE= N10

2) 　　　ELEMENTS=　N11

3) VERTEX NODES= N12

4) TOTAL NODES= N13

5) MATERIALS= N14

6) GAUSS POINTS= N15

7) CON.=1 NON.= = N16

8) NODE CO-ORDINATE X=Y

9) N20 C21 C22

10) 　　　　　〃

10)　　　　　〃

10) 　　　　　〃

11) ELEMENT NODE NUMBER 1-8 MAT. INI. STRAIN

12) N30 N31 N32 N33 N34 N35 N36 N37 N38 N39 C40

13) 　　　〃

14) MATERIAL YOUNG’S R. POISSON’S R. THICKNESS PLANE STRESS=0/STRAIN=1

15) N50 C51 C52 C53 N54

16) 　　　〃

17) NODE CONDITION X-Y NODE CONDITION VALUE X-Y

18) N60 N61 N62 C63 C64

19) 　　　〃

20) 99999

表３－２　モデル３０１の入力デ－タ

1) MODEL TITLE = 301

2) ELEMENTS = 6

3) VERTEX NODES = 14

4) TOTAL NODES = 33

5) MATERIALS = 2

6) GAUSS POINTS = 3

7) CON.=1 NON.=0 = 1

8) NODE CO-ORDINATE X-Y

9) 1 0.000000 0.000000

2 60.000000 0.000000

3 0.000000 150.000000

4 60.000000 150.000000

5 0.000000 270.000000

6 60.000000 270.000000

7 0.000000 350.000000

8 60.000000 350.000000

9 160.000000 290.000000

10 280.000000 290.000000

11 400.000000 290.000000

12 160.000000 350.000000

13 280.000000 350.000000

14 400.000000 350.000000

15 30.000000 0.000000

16 0.000000 75.000000

10) 17 60.000000 75.000000

18 30.000000 150.000000

19 0.000000 210.000000

20 60.000000 210.000000

21 30.000000 270.000000

22 0.000000 310.000000

23 60.000000 310.000000

24 30.000000 350.000000

25 110.000000 280.000000

26 220.000000 290.000000

27 340.000000 290.000000

28 160.000000 320.000000

29 280.000000 320.000000

30 400.000000 320.000000

31 110.000000 350.000000

32 220.000000 350.000000

33 340.000000 350.000000

11) ELEMENT NODE NUMBER 1-8 MAT. INI. STRAIN

12) 1 1 2 4 3 15 17 18 16 1 0.0000000

2 3 4 6 5 18 20 21 19 1 0.0000000

3 5 6 8 7 21 23 24 22 1 0.0000000

13) 4 6 9 12 8 25 28 31 23 2 0.0000000

5 9 10 13 12 26 29 32 28 2 0.0000000

6 10 11 14 13 27 30 33 29 2 0.0000000

14) MATERIAL YOUNG’S R. POISSON’S R. THICKNESS PLANE STRESS=0/STRAIN=1

15) 1 220000.000000 .200000 60.000000 0

16) 2 230000.000000 .200000 40.000000 0

17) NODE CONDITION X-Y NODE CONDITION VALUE X-Y

18) 1 1 1 0.000000 0.000000

2 1 1 0.000000 0.000000

19) 15 1 1 0.000000 0.000000

11 0 0 0.000000 -6000.000000

20) 99999

３－２－２　モデル入力デ－タの数値の並びにおける条件

入力デ－タの数値の並びでは、下記の条件を必ず満たすようにする。

・所定の枠に入れる。

・整数は所定の枠内の右に寄せて入れる。

・小数は小数点付きで枠内に入れる。

・行の先頭以外の枠は、初めの１字を必ず空白にする。

・入れる数がない枠にも、整数０または小数０.０を必ず入れる。

・ゼロの小数は０.０を入れる。 .０や . にしない。

・最後の行は先頭の５文字に９９９９９を入れる。

３－２－３　モデルの限度

モデルに設定できる要素等の数には、次のような制限がある。

要素の数　　　　　　　２７００以下

節点の数８０００以下

材質と厚さの種類３００以下

また、３－４－１項で説明するように使用するパソコンのハ－ドディスクの空き容量に納まる節点数のモデルでないと計算できない。サンプルプログラムは節点の数が１０００以下のモデルを計算できます。

３－２－４　モデル入力デ－タのファイルの作成方法

モデル入力データを入れたファイルは、類似の形状のモデルの入力デ－タを編集して書き直すのが簡単である。類似のモデルの入力デ－タがない場合は、以下に説明する自動作成で類似のモデル入力デ－タを作成した後、それを編集する。モデル入力デ－タのすべてをキ－ボ－ドから入力するのは、多大の時間と労力を要するので、極力避ける。

３－２－５　モデル入力デ－タのファイルの自動作成

モデル入力データの自動作成は、Ｘ軸とＹ軸に平行な辺をもつ基本モデル入力デ－タを作成し、必要に応じて節点の座標を書き直した後、基本モデル入力デ－タが２つ以上ある場合はそれらを合成し、必要な箇所を修正して行う。

図３－１のモデル３０１を例にする。図３－３に示すような基本モデル３０２と基本モデル３０３に分ける。ただし基本モデル３０３は、左の要素の下端の辺をＸ軸に平行に変更している。なおパソコンの操作方法は、１－２節を参照。

１）パソコンをＷｉｎｄｏｗｓで起動し、ハ－ドディスク上に作業用に作ったフォルダ（ここでは hirai ）の窓を開く。

２）画面のフォルダ hirai の窓の中のＦ２ＤＣＲ．ＥＸＥのアイコンをダブルクリックする。

３）画面に新しい窓が開き、表３－３のような表示が上から順に出る。このときアンダーラインを付けた数値の箇所に、？マークが出て表示が一時停止するので、次のア）～キ）の説明のように基本モデルの入力デ－タの数値をキ－ボ－ドで入力する。表３－３のアンダーラインの箇所は基本モデル３０２の入力デ－タを作成する場合にキーボードで入力した値を表示している。

ア）　モデルのタイトル。

イ）　Ｘ座標とＹ座標が最も小さい節点のＸ座標である。

ウ）　Ｘ座標とＹ座標が最も小さい節点のＹ座標である。

エ）　Ｘ方向の分割数。

オ）　Ｘ方向の分割ごとの長さで、分割数だけある。

カ）　Ｙ方向の分割数。

キ）　Ｙ方向の分割ごとの長さで、分割数だけある。

４）キーボードからの入力が終了すると、作成されたモデル入力データが画面の窓に表示され、同時にフォルダ hirai のファイルＤＤに収納される。

５）ファイルＤＤの名前をＤＡに変更する。ファイルＤＤをコピ－して、コピ－したファイルの名前をＤＡにしてもよい。

６）２）～４）と同様に、図３－３の基本モデル３０３の入力デ－タを入れたファイルＤＤを作成する。

７）基本モデル入力デ－タはＸ軸とＹ軸に平行な辺の要素を設定したモデルであるから、節点の座標が本来のモデルの該当する部分と違う場合は、ファイルＤＤのその節点の座標を書き直す。表３－４は６）で作成した基本モデル３０３の入力デ－タであるが、これを編集して表３－５に示すようにアンダ－ラインを引いた１、９、１２の節点のＹ座標を修正する。

８）ファイルＤＤの名前をＤＢに変更する。

９）画面のフォルダ hirai の窓の中のＦ２ＤＳＹ．ＥＸＥのアイコンをダブルクリックする。

１０）短時間で基本モデルの合成が終わり、合成された入力データはフォルダ hirai の中のファイルＤＤに収納される。

基本モデルを３つ以上合成する場合は、はじめ２つの基本モデルを合成した入力データをファイルＤＡに入れ、次の基本モデルの入力データをファイルＤＢに入れて、９）を繰り返す。

１１）自動作成されたモデル入力データは、次の箇所にとりあえず何か値を入れているので、編集用のアプリケーションを使って修正する。

・タイトル（表３－１のＮ１０）

・材質と厚さの種類の数（表３－１のＮ１４）

・数値積分点の数、通常は３（表３－１のＮ１５）

図３－３　モデル入力デ－タ自動作成の基本モデル

・適合要素か非適合要素か、通常は適合要素で１（表３－１のＮ１６）

・材料のヤング率、ポアソン比、厚さ、平面応力状態か平面歪状態か（表３－１のＮ５０，Ｃ５１

～Ｃ５３，Ｎ５４）

・節点に与える変位と０でない節点力（表３－１のＮ６０～Ｎ６２，Ｃ６３、Ｃ６４）

表３－３　モデル入力データ自動作成プログラムＦ２ＤＣＲ．ＥＸＥを作動させたときに窓に出る表示。

アンダーラインの数値をキ－ボ－ドからの入力。ただしア）～キ）の文字は窓に出ない。

——– CREATION INPUT DATA ——-

TITLE = 302 　　　　　　　　　　　　　　　　ア）

X-COORDINATER OF BASIS POINT = 0.0　　　　　　　イ）

Y-COORDINATER OF BASIS POINT = 0.0 　　　　　　　ウ）

X-DIRECTION DIVISION NUMBER = 1 エ）

X-DIRECTION DIVIDE LENGTH OF NO. 1 = 60. オ）

Y-DIRECTION DIVISION NUMBER = 3 カ）

Y-DIRECTION DIVIDE LENGTH OF NO. 1 = 150. キ）

Y-DIRECTION DIVIDE LENGTH OF NO. 2 = 120. キ）

Y-DIRECTION DIVIDE LENGTH OF NO. 3 = 80. キ）

表３－４　自動作成された基本モデル３０３の入力デ－タ

MODEL TITLE =　303

ELEMENTS = 3

VERTEX NODES = 8

TOTAL NODES = 18

MATERIALS = 1

GAUSS POINTS = 3

CON.=1 NON.=0 = 1

NODE CO-ORDINATE X-Y

1 60.000000 290.000000

2 160.000000 290.000000

3 280.000000 290.000000

4 400.000000 290.000000

5 60.000000 350.000000

6 160.000000 350.000000

7 280.000000 350.000000

8 400.000000 350.000000

9 110.000000 290.000000

10 220.000000 290.000000

11 340.000000 290.000000

12 60.000000 320.000000

13 160.000000 320.000000

14 280.000000 320.000000

15 400.000000 320.000000

16 110.000000 350.000000

17 220.000000 350.000000

18 340.000000 350.000000

ELEMENT NODE NUMBER 1-8 MAT. INI. STRAIN

1 1 2 6 5 9 13 16 12 1 0.00000

2 2 3 7 6 10 14 17 13 1 0.00000

3 3 4 8 7 11 15 18 14 1 0.00000

MATERIAL YOUNG’S R. POISSON’S R. THICKNESS PLANE STRESS=0/STRAIN=1

1 200000.000000 0.200000 1.000000 0

NODE CONDITION X-Y NODE CONDITION VALUE X-Y

1 0 0 0.000000 0.000000

99999

表３－５　節点の座標を修正した基本モデル３０３の入力データ

MODEL TITLE =303