SS-V:5030 軸方向に荷重がかかっているプラスチックバーの両端の反力
テスト番号VNL04 塑性限界を超えて軸方向に荷重がかかっているバーの固定された両端の反力と最大変位を求めます。
定義

バーの寸法は10 x 10 x 200 mmです。荷重ポイントと左端の間の距離はA=50 mmです。バーの材料のひずみ応力曲線は、べき法則で定義されます:
σ=Kεn
ここで、
- K
- 強度係数
- n
- [0,1]の範囲内にある必要があります
- n =0
- 材料は完全にプラスチックです。
- n =1
- 材料は弾性です。
材料特性は以下の通りです:

Figure 2. 対応するひずみ応力曲線
- 特性
- 値
- K
- 530 MPa
- n
- 0.26
- ポアソン比
- 0

このスタディは、荷重F値30000 N、47000 N、55000 N、および60000 Nに対して実行されました。これらの荷重は、バーの弾性プラスチック応答のすべての範囲をカバーしています。
基準解
ここでは、1次元の解析基準解について説明します。
バーの長さは、荷重下では変化しません。
A∫0ε1dx − L−A∫0ε2dx = 0
または
A∫0n√N/(K*A)dx − L−A∫0n√(F−N)/(K*A)dx = 0
ここで、
- ε1
- バーの左スパンでの引張ひずみ。
- ε2
- バーの右スパンでの圧縮ひずみ。
- N
- バーの左端での反力。
- R=F−N
- バーの右端での反力。
- A
- バーの断面積
この式から、バーの左端での反力を求めることができます。
N = F/(1+(a/b)n)
また、右端では次のようになります: R = F−N
結果
バーを、両端が完全拘束された3Dソリッドとしてモデル化しました。ソリッドバー軸では軸力Fを正確に適用できませんでした。そのため、バーのサイドに4つのラインスポットを作成し、合計荷重Fをこれらのスポット上に均等に分配しました(図 3)。
Figure 3.


以下の表は、反力の結果をまとめたものです。
力 F [N] | SOL基準、反力 [N] | SimSolid、反力 [N] | %差異 |
---|---|---|---|
30000 | 17128 | 17522 | 2.3% |
47000 | 26834 | 26987 | 0.5% |
55000 | 31401 | 31660 | 0.8% |
60000 | 34256 | 34490 | 0.6% |