解答例3

計算力学及び同演習演習No.03 (2015.4.22)
〆切: 2015.5.8
3-A-1
(1)
■節点変位ベクトル（手計算）
[演習No.2]（解答）を参照．
式(1)と式(20)に対して， EA
=
/ L 250 2 ⋅10 [kN/m], p = 50 [kN], g = 0 [m] を与えれば，
3
■節点荷重・反力ベクトル（手計算）
[演習No.2]（解答）を参照．
式(13)と式(23)をまとめると，
■部材①、②の応力（手計算）
[演習No.2]（解答）を参照．
部材1
式(28)から，
部材2
節点3における反力成分 Fx 3 , Fy 3 = 0 を考慮すれば，部材2の応力（軸力）は，
(2)
“ANSYS MANUAL –ANSYSの使い方ガイド-”のp.21～45のあたりを参照しながら作業を進める．
入力データには[演習No.2]（解答）-(1)にまとめたものを用いる．この解答では入力値の単位
系としてSI単位（kg, N, m, Pa）を用いている．
■変形前後図（表示方法は“ANSYS MANUAL –ANSYS の使い方ガイド-”p.34 を参照）
■軸力図（表示方法は“ANSYS MANUAL –ANSYS の使い方ガイド-”p.39～43 を参照）
(3)
■節点変位（ANSYS）
※表示方法は“ANSYS MANUAL –ANSYSの使い方ガイド-”p.35-36を参照．
---------------------------------------------------------------------------------PRINT U
NODAL SOLUTION PER NODE
***** POST1 NODAL DEGREE OF FREEDOM LISTING *****
LOAD STEP=
1
TIME=
1.0000
SUBSTEP=
1
LOAD CASE= 0
THE FOLLOWING DEGREE OF FREEDOM RESULTS ARE IN THE GLOBAL COORDINATE SYSTEM
NODE
UX
UY
1
0.0000
0.0000
2 0.20000E-03 0.0000
3
0.0000
0.0000
MAXIMUM ABSOLUTE VALUES
NODE
2
0
VALUE
0.20000E-03 0.0000
UZ
USUM
0.0000
0.20000E-03
0.0000
0
2
0.20000E-03
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
----------------------------------------------------------------------------------
■反力（ANSYS）
※表示方法は“ANSYS MANUAL –ANSYSの使い方ガイド-”p.38を参照．
---------------------------------------------------------------------------------PRINT REACTION SOLUTIONS PER NODE
***** POST1 TOTAL REACTION SOLUTION LISTING *****
LOAD STEP=
1
TIME=
1.0000
SUBSTEP=
1
LOAD CASE= 0
THE FOLLOWING X,Y,Z SOLUTIONS ARE IN THE GLOBAL COORDINATE SYSTEM
NODE
FX
1 -35355.
3
0.0000
TOTAL VALUES
VALUE
-35355.
FY
-35355.
0.0000
-35355.
MZ
0.0000
----------------------------------------------------------------------------------
■部材①, ②の応力（ANSYS）
※表示方法は“ANSYS MANUAL –ANSYSの使い方ガイド-”p.36-37を参照．
---------------------------------------------------------------------------------PRINT ELEM ELEMENT SOLUTION PER ELEMENT
***** POST1 ELEMENT SOLUTION LISTING *****
LOAD STEP
1
TIME=
1.0000
SUBSTEP=
1
LOAD CASE=
0
EL=
1 NODES=
1
2 MAT= 1
BEAM3
TEMP =
0.00
0.00
0.00
0.00
LOCATION
SDIR
SBYT
SBYB
1 (I)
0.50000E+08 0.0000
0.0000
2 (J)
0.50000E+08 0.0000
0.0000
LOCATION
SMAX
SMIN
1 (I)
0.50000E+08 0.50000E+08
2 (J)
0.50000E+08 0.50000E+08
LOCATION EPELDIR
EPELBYT
EPELBYB
1 (I)
0.000200
0.000000
0.000000
2 (J)
0.000200
0.000000
0.000000
LOCATION EPTHDIR
EPTHBYT
EPTHBYB
1 (I)
0.000000
0.000000
0.000000
2 (J)
0.000000
0.000000
0.000000
EPINAXL =
0.000000
EL=
2 NODES=
3
2 MAT= 1
BEAM3
TEMP =
0.00
0.00
0.00
0.00
LOCATION
SDIR
SBYT
SBYB
1 (I)
0.0000
0.0000
0.0000
2 (J)
0.0000
0.0000
0.0000
LOCATION
SMAX
SMIN
1 (I)
0.0000
0.0000
2 (J)
0.0000
0.0000
LOCATION EPELDIR
EPELBYT
EPELBYB
1 (I)
0.000000
0.000000
0.000000
2 (J)
0.000000
0.000000
0.000000
LOCATION EPTHDIR
EPTHBYT
EPTHBYB
1 (I)
0.000000
0.000000
0.000000
2 (J)
0.000000
0.000000
0.000000
EPINAXL =
0.000000
----------------------------------------------------------------------------------
3-A-2
基本的な作業は3-A-1と同じである．相違点は以下のとおり．
① 外荷重は設定しない．
② BEAM3のリアルコンスタント設定で“単位長さあたりの付加質量”も入力する．
“ANSYS MANUAL –ANSYSの使い方ガイド-”p.23～24 を参照．
3000[kg/m3 ] × 0.001[m 2 ] =
3.0[kg/m]
0.001
3
③ 重力加速度を定義する．
“ANSYS MANUAL –ANSYSの使い方ガイド-”p.65-66 を参照．
符号は“+”9.8
■節点変位（自重あり）
※表示方法は“ANSYS MANUAL –ANSYSの使い方ガイド-”p.35-36を参照．
---------------------------------------------------------------------------------PRINT U
NODAL SOLUTION PER NODE
***** POST1 NODAL DEGREE OF FREEDOM LISTING *****
LOAD STEP=
1
TIME=
1.0000
SUBSTEP=
1
LOAD CASE= 0
THE FOLLOWING DEGREE OF FREEDOM RESULTS ARE IN THE GLOBAL COORDINATE SYSTEM
NODE
UX
UY
UZ
USUM
1
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
2 0.10038E-06-0.10038E-06 0.0000
0.14196E-06
3
0.0000
0.0000
0.0000
0.0000
MAXIMUM ABSOLUTE VALUES
NODE
2
2
0
VALUE
0.10038E-06-0.10038E-06 0.0000
2
0.14196E-06
----------------------------------------------------------------------------------
■反力（自重あり）
※表示方法は“ANSYS MANUAL –ANSYSの使い方ガイド-”p.38を参照．
---------------------------------------------------------------------------------PRINT REACTION SOLUTIONS PER NODE
***** POST1 TOTAL REACTION SOLUTION LISTING *****
LOAD STEP=
1
TIME=
1.0000
SUBSTEP=
1
LOAD CASE= 0
THE FOLLOWING X,Y,Z SOLUTIONS ARE IN THE GLOBAL COORDINATE SYSTEM
NODE
FX
FY
1 0.27756E-15 10.394
3
0.0000
39.794
TOTAL VALUES
VALUE
0.27756E-15 50.189
MZ
0.0000
----------------------------------------------------------------------------------
■部材①, ②の応力（自重あり）
※表示方法は“ANSYS MANUAL –ANSYSの使い方ガイド-”p.36-37を参照．
---------------------------------------------------------------------------------PRINT ELEM ELEMENT SOLUTION PER ELEMENT
***** POST1 ELEMENT SOLUTION LISTING *****
LOAD STEP
1
TIME=
1.0000
SUBSTEP=
1
LOAD CASE=
0
EL=
1 NODES=
1
2 MAT= 1
BEAM3
TEMP =
0.00
0.00
0.00
0.00
LOCATION
SDIR
SBYT
SBYB
1 (I)
-7350.0
0.0000
0.0000
2 (J)
7350.0
0.0000
0.0000
LOCATION
SMAX
SMIN
1 (I)
-7350.0
-7350.0
2 (J)
7350.0
7350.0
LOCATION EPELDIR
EPELBYT
EPELBYB
1 (I)
0.000000
0.000000
0.000000
2 (J)
0.000000
0.000000
0.000000
LOCATION EPTHDIR
EPTHBYT
EPTHBYB
1 (I)
0.000000
0.000000
0.000000
2 (J)
0.000000
0.000000
0.000000
EPINAXL =
0.000000
EL=
2 NODES=
3
2 MAT= 1
BEAM3
TEMP =
0.00
0.00
0.00
0.00
LOCATION
SDIR
SBYT
SBYB
1 (I)
-39794.
0.0000
0.0000
2 (J)
-10394.
0.0000
0.0000
LOCATION
SMAX
SMIN
1 (I)
-39794.
-39794.
2 (J)
-10394.
-10394.
LOCATION EPELDIR
EPELBYT
EPELBYB
1 (I)
0.000000
0.000000
0.000000
2 (J)
0.000000
0.000000
0.000000
LOCATION EPTHDIR
EPTHBYT
EPTHBYB
1 (I)
0.000000
0.000000
0.000000
2 (J)
0.000000
0.000000
0.000000
EPINAXL =
0.000000
----------------------------------------------------------------------------------
■変形前後図 -自重あり（表示方法は“ANSYS MANUAL –ANSYS の使い方ガイド-”p.34 を参照）
■軸力図 -自重あり（表示方法は“ANSYS MANUAL –ANSYS の使い方ガイド-”p.39～43 を参照）

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