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締切り済みの質問

ヤング率の扱い方について

CAEにて'振動解析や強度解析の結果'と'実機'との合わせこみを行う際、多くの人がヤング率の値を調整して実機に合わせると思うのですが、なぜヤング率の値をいじっていいのかわかりません。素性がわかっていないものならともかく、わかっているものでさえもいじって合わせている方がいます。ヤング率は物性なのにそこをいじってしまってはいけない気がするのですが、これは何か解析手法なのでしょうか?

投稿日時 - 2015-02-09 19:24:00

QNo.9474657

困ってます

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回答(6)

技術発表会にしろペーパーにしろ当人になぜいじったかを聞くべきでした。絶好のツッコミどころ。
それでお互いの技術が深まるしヒューマンリレーションのキッカケになったかも。

本質問から、そもそもヤング率とは? および 異方性があるのでは? と疑問がわいて調べてみたら、、あった!

  https://www.jstage.jst.go.jp/article/jsms1963/32/358/32_358_705/_pdf
  金属材料の集合組織と異方性
  図16 結晶方位分布関数から計算したAlキルド鋼板のヤング率の板面内異方性
  圧延角度にたいして 19~20.5 のデータ

特許文献  
  http://www.google.com/patents/WO2012144213A1?cl=ja
  理論的には約280GPaのヤング率を有する鋼板を得ることができる
  高ヤング率を志向した鋼板は、自動車用鋼板において薄肉化に伴う車体剛性の低下を補う
  ことを目的に数多く提供されている。

  http://www.patentjp.com/08/L/L100005/DA10089.html
  高ヤング率熱延鋼板の製造方法

異方性を織込むシミュレーションは複雑で、そうすべき課題であるがと認識してのヤング率いじりならゴマカシに非ず。


、、って書いて、回答(3)と前質問の私の指摘にリアクションがあるのでしょうか?

投稿日時 - 2015-02-11 14:11:00

一般には鋼の縦弾性係数と言っても、201000-216000 N/mm2 っと範囲が広いし、
また、[ヤング率 E ] = [応力 σ ] / [ひずみ ε ] であることから見れば、
[応力 σ ] =P/Aよりココは変わらんから、Eを弄るということはεを調整する
ことになるのは御解りだろう。

つまり部材や鋼種を変えずに"微調整"が可能ということでは無いのだろうか?
私は解析屋ではないので、振動解析や強度解析との"合わせこみ"と言うならば
恐らく考えられるのは此れ位と思われますが、貴殿は正直どう考えてますか?

ちなみに、鋼構造物設計基準に於いては鋼の縦弾性係数 E=205000 N/mm2として
いるし、JISB8266:2010圧力容器では材料と温度によって規定されていますが、
炭素鋼 Cが0.3 %を堺にしているのは、溶接硬化(焼入)を考慮しての事だろう

更にJISB8501:2013 鋼製石油貯槽に於いては縦弾性係数に対する低減係数が、
設計最高メタル温度 90℃ 以下 低減係数 1.00 150℃→0.98 などと規定がある。
建築業界はよくわからないのであるが、材質と使用環境により異なるものです。

ちなみに以下の方が長文になり失礼しました。

参考URL:http://kikakurui.com/b8/B8265-2010-01.html

投稿日時 - 2015-02-11 08:41:00

> CAEにて'振動解析や強度解析の結果'と'実機'との合わせこみを行う際、多くの人がヤング率の
> 値を調整して実機に合わせると思うのですが、なぜヤング率値をいじっていいのかわかりません。

振動解析は周波(サイクル)、強度解析はその物であり、と'実機'との合わせこみが容易にできる。

そして、振動解析時に、ヤング率をいじったら何が他に変わりますか?
また、強度解析時に、ヤング率をいじったら何が他に変わりますか?

基本的な、機械工学計算式で、一度確認してみてください。

投稿日時 - 2015-02-11 00:00:00

質問に対する回答は(2)さんに賛同
解析と実測に差異が生じた場合は、何らかの補正値を入れることが定番
あらたな補正係数を設けるよりも、初期に入力するパラメータを変化
させる方が勝負が早いです
もちろん、差が2倍もあるようでしたら、解析そのものを疑うべき


さてと...

20回もこのサイトをご利用されているのは有り難いが、回答に対して
リアクションなく放置して次の質問をする姿勢は如何なものか?
最近、貴殿のように基本ルールすら守れない質問者が多いのは何故で
しょうか?

No.43091 アクチュエータ振動について
http://mori.nc-net.or.jp/EokpControl?&tid=300215&event=QE0004

について、質問の補足欄で構いませんので回答者全員に対して何らか
の返答(可能であれば結論)をフィードバックして下さい。

投稿日時 - 2015-02-09 22:13:00

調整として簡単にいじくれるパラメータが
ヤング率をだからというだけの理由では。
 
例えばFEMでは製品表面の粗さとか加工誤差は盛り込みませんし
分割数なども基本事前設定なので計算誤差になりますが
その分を補正するのは手順が結構めんどい。

>ヤング率は物性なのに

比重みたいな、それほどきっかりした物性量じゃないです。
 

訂正
誤:ヤング率をだから
正:ヤング率だから

投稿日時 - 2015-02-09 21:53:00

 扱っているシステムが、単一の材質で構成され、境界(支持や固定)条件
が明確であれば、材質のヤング率を調整して、システム全体としての挙動を
実測データに合わせるような操作は不必要かつ不適切と思います。
 その一方、現実のCAEでは、主要な構成部材のヤング率をいじって、システ
ム全体の挙動を実測に合わせる操作(パラメータフィッティングと称する)が
頻繁に行われていると思います。
 
 複雑なシステムを細かくモデリングして、それぞれの材質・形状及び境界
条件を入力して解析するのが望ましいのが分かっていても、単純化したモデル
で必要とする解が得られるのであれば、細部の挙動に目をつぶって単純なモデ
ルを使い主材料のヤング率を調整することで全体システムの挙動を合わせ込む
ことは、OKと思います。

 技術的に適切な用語とは思えませんが、「相場観」を把握している技術者
が、経験の範囲でヤング率を操作することは肯定してもいいと思います。そ
の対極に、システムのモデリングについて要点を定量的に把握していない技術
者が、表面的にシステムの挙動を合わせ込むために、ヤング率を修正すること
は危険と思います。

回答(2)さんのご指摘を参考にして、
公称断面積と、実際の断面積に差異があるような場合は、ヤング率で
挙動を調整しても良さそうに思います。
なお、これも解析するモデルの単純化の一方法です。弾性限度内の解析で
あれば大きな破綻はないと思いますが、塑性領域まで解析したいのであれば
ヤング率の調整ではなく、実態どおりのモデル化をすることが適切と思い
ます。

投稿日時 - 2015-02-09 20:30:00

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