等価ひずみ or ミーゼス応力の表示値の算出方法について

[Yu-Maaa_01]

お世話になっております。

応力解析において、等価ひずみ、ミーゼス応力が理論値と異なる表示になっているため
どのような計算をしているか知りたいです。

フックの法則からミーゼス応力＝ヤング率×等価ひずみ

となり、このとき解析したヤング率×等価ひずみの結果から計算すると、

ミーゼス応力は10MPaになります。ですが、解析上の表示は5MPaです。

なぜ倍も違うのでしょうか。

等価ひずみ 5.264e-5

ミーゼス応力　5.896MPa

材料　ヤング率　190GPa

[adachitech7]

固定や荷重条件が分かるような操作画面を貼り付けていただくと助かります。

もし公開してもOKなデータであれば添付していただくとさらに助かります。

データ出力方法は以下を参考にしてください。

おそらく複数個所に荷重をかけられているのではないかと推測しております。

[Yu-Maaa_01]

ご確認ありがとうございます。
データは公開できないため、概要図だけ添付いたします。

オレンジ矢印の面が固定、

赤矢印が荷重になります。
青はほぼ直方体です。

ちなみに他のシミュレーションソフトで同じ条件で解析すると、

Fusionとは異なり、フックの法則と解析値は合います。

[adachitech7]

最初に単純な直方体で検証してみました。

材料はデフォルトの鋼です。

解析値1.111MPaに対して、理論値0.9849MPaになりますのでそれほど離れた値ではない気がします。

次に実際にやられた形に近いものを作ってみました。

これも解析値2.101MPaに対し理論値1.871MPaとなりますのでそれほど離れてはいないのではないでしょうか。

私の方ではここまでしか検証できませんでしたが、@Yu-Maaa_01 さんの方で公開できるレベルまでデフォルメしたものを作っていただければ再現するのか検証することは可能です。

私の作ったデータを添付しておきます。

[Yu-Maaa_01]

大変遅くなりましたがデフォルメしたバージョンで解析しました。
最初に投稿した値よりはズレがすくないのですが、
ひずみ 1.6e-5で応力が2.09MPaと表示されました。計算上は3.12MPa程度ですので、
1MPaはズレが大きいのでは？と考えます。

エクスポートしましたファイルも添付いたします。

お手数おかけしますが、ご確認よろしくお願いいたします。

[adachitech7]

@Yu-Maaa_01 さんに添付していただいたファイルをそのまま計算すると同じ結果になりましたので、環境によって解析値が違うということはないのだと思います。

荷重かけ方ですが離散している面を同時に選んで同じ方向に力を加えておられるところを、片方ずつ半分の力を加えるように変えてみました。

今度は計算値の2/3ほどの応力値になりました。

この差をどう評価するかですが、解析条件の設定としてはおかしなところはない気がします。

ひょっとしたらプローブ位置での表示の問題（仕様上）の問題かもしれませんね。

もう少しできることがないか考えてみます。

[Yu-Maaa_01]

早速のご確認ありがとうございます。

荷重設定の仕方だけで、こんなに変わるのですね。

まだ、差が大きい気もしますが、取り急ぎ2箇所に荷重をかけるときは注意いたします。
（なぜこんなに違うのか、原理を知りたいですが、、、）

お手数おかけしますが、引き続きご確認よろしくお願いいたします。

[adachitech7]

@Yu-Maaa_01 さん、

他にも色々条件を変えて試してみましたが、横方向の荷重成分が入る場合はいずれの場合も

解析値／計算値＝0.7 程度になりました。

私が分かるのはこのあたりまでとなります。お力になれず申し訳ございません。

@MayumiO オートデスクO****a様、この件以前のように一度調査願えないでしょうか。

・等価ひずみ解析値×ヤング率＝フォンミーゼス応力計算値（←この値がフォンミーゼス応力解析値と異なっている）

・メッシュの切り方、アダプティブメッシュの設定等を変えて試しても同様の状況になる

以下のことが分かればいいかと思います。

・計算値と解析値が違うのはなぜか

・この違いはFusion360の仕様なのか不具合なのか

・当面の回避策はあるか

大変お手数ですがよろしくお願いいたします。

追伸：

CAE解析に関することはO****a様に直接お伺いしても大丈夫でしょうか？

[Yu-Maaa_01]

販売元にサポートはどこか、と聞いたとき、ここしかないといわれ、少し不安でした。
紳士に回答いただいる方に大変感謝しますが、本丸のところのアクションが無いのは

やはり非常に不安になります。

他のソフトで対応可能ですが、できれば便利なものを使いたいので、AutoDeskの方

対応が難しくても反応いただけると幸いです。

[adachitech7]

もし商用版を購入されているようでしたら、下記の窓口から公式のサポートを受けられるはずです。

一度お問い合わせください。

https://knowledge.autodesk.com/ja/contact-support/using-my-product/troubleshooting

@saito.kh オートデスク、斉藤様。この件、CAE解析に詳しい方にご回答いただくことは可能でしょうか？

[Yu-Maaa_01]

ご回答、誠にありがとうございます。
販売代理店が把握してなかったようですね。
問い合わせしてみます。

[MayumiO]

@Yu-Maaa_01 さん、ご投稿ありがとうございます。

大変お待たせいたしました。

添付いただいたサンプルファイルを元に、ご指摘の点を調査させていただきます。

オートデスク　大下

[MayumiO]

@adachitech7 さん、詳細に調査を進めてくださり、斉藤と私にお知らせくださり、ありがとうございます。

今週 (火) のメッセージに気づかず、誠に申し訳ございませんでした。

(メールソフトに入れていたルール設定により、他に紛れてしまっており、ルール設定を解除いたしましたので、ご了承ください。)

Fusion Simulation 関連でエスカレーションが必要な際は、よろしければ斉藤と大下にお知らせください。

オートデスク　大下

[adachitech7]

@MayumiO 大下様。

ご対応ありがとうございます。

よろしくお願いいたします。

[MayumiO]

@Yu-Maaa_01 さん、大変お待たせいたしました。

Fusion 360 シミュレーションの開発部門の見解では、Von Mises 応力と等価ひずみ結果に関して、単純な比例計算ではなく、より複雑な計算が行われていると情報が得られました。

Fusion のヘルプ上では、Von Mises 応力の方程式の画像がリンク切れを起こしていたため、こちらは修正を依頼しましたので、どうかご了承ください。(レポート番号: FUS-66377)

　ヘルプ: Von Mises (Equivalent) stress calculation

また、等価ひずみに関しては、リンク内の表で Equivalent の行の記載が見られたのみです。

　ヘルプ: Strain result

代わりに、Fusion シミュレーションの元となるソルバー Inventor Nastran の製品ヘルプに数式が見られますので、関連情報としてご参考ください。

• STRESS

　　　　4番にソリッド要素の von Mises equivalent stress の記述がございます。

• STRAIN

　　　　4番にソリッド要素の von Mises equivalent strain の記述がございます。

フックの法則については、前提となる適用範囲が限られる記載が見られます。

　Fusion 360 ヘルプ: Strain calculation

　フックの法則 Wikkpedia

そのため、シンプルな直方体の @adachitech7 さんの最初のモデルでは、フックの法則上の値により近づいたのかもしれません。

シミュレーション製品の内部のロジックに関しては、ヘルプに公開された情報以上は、基本的にコンフィデンシャルとなります。

また、ヘルプの説明 (解説) はサポートでは特に行われていないこともどうかご了承ください。

上記がご参考になれば幸甚にございます。

何かございましたら、お知らせください。

オートデスク　大下

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上記のコメントで問題が解決したら、"Accept as Solution"/"解決策として承認する”ボタンをクリックしてください。これにより、誰もがより迅速に回答を見つけることができます！

[MayumiO]

@Yu-Maaa_01 さん

サポート窓口に関して、先ほどプライベートメッセージもお送りさせていただきましたので、よろしければご参考ください。

フォーラムサイトの右上 (アカウント名の左側) に表示される手紙のアイコンからメッセージにアクセスできるかと存じます。

どうぞよろしくお願いいたします。

オートデスク　大下

[adachitech7]

@MayumiO 様。

色々な情報ありがとうございます。

結論とすればフォンミーゼス応力の値がヤング率と等価歪の積と一致しないのは、ソフトウェアの不具合ではなく仕様だと理解してよろしいでしょうか。

[MayumiO]

@adachitech7 様

ご確認ありがとうございます。

ご認識のとおりです。弊社の開発部門は「仕様」としての見解です。

オートデスク　大下

[adachitech7]

@MayumiO 様

了解しました。ご回答ありがとうございます。

@Yu-Maaa_01 様

この件仕様とのことです。ご了解いただけましたでしょうか。

[Yu-Maaa_01]

@MayumiO 様、 adachitech7様

お忙しい中、ご回答ありがとうございます。

理解できました。

まだ応力の計算式を確認できてはいませんが、

通常の比例計算よりも一歩踏み込んだ計算をしていると想定しており

単純に比例の値になったCAEソフトの方の仕様も確認してみます。
＊どのみち変位よりも応力の方が若干、精度は低くなりますが。