夏休みのお知らせ

OpenSeesファンの皆様

このブログを見ていただきましてありがとうございます。毎週１，２ページの投稿を目標にしておりますが、アルバイト先の研究室の論文サマリを急いで英訳しなければいけないこともあり（汗）、本日より８月末まで夏休みを取らせていただきます。

目次ページにありますとおり、次回は
Basic example manual　の
Elastic Frame Example
に取り組む予定です。

Googleさんの統計によりますと
このブログを開設してから 約２か月、本日まで1200ビュー(＊）、約100人ぐらいの方に見ていただいているようです。
また、日本ばかりでなく、アメリカ、ロシア、ドイツ、ウクライナercの国の方も閲覧しているようです。ありがとうございます。

夏休み後もまったりと追記していきますので、よろしくお願いします。

Innovativeな建物がたくさんできますように！
2014/7/25 Satoko Toengawa

(*)Tonegawaが閲覧したビュー数、リダイレクトしたビュー数は除いた数字です

OpenSees Basic Examples (A3: 基本的なトラス解析) 解析結果

Truss example(ここ)で作成した、Truss.Tcl ファイル内の
OpenSeesコマンドを実行すると、以下の様な画面が表示されます。

Node3 について
座標は　(72,96)
変位は　0.530093 -0.177894
速度は　なし
外部からの力は　X方向100 Y方向 -50


また、 下記コマンド

recorder Node -file TrussNode.txt -time -node 4 -dof 1 2 disp

recorder Element -file TrussEleGlobal.txt -time -ele 1 2 3 forces
recorder Element -file TrussEleLocal.txt -time -ele 1 2 3  basicForces

から、テキストファイル
TrussNode.txt
TrussEleGlobal.txt
TrussEleLocal.tct
として出力されます


そして、下記コマンド
print element

から、テキストファイル
element
として出力されます

<TrussNode.txt>

time	Node4での	Node4での
	X方向の変位	Y方向の変位
1	0.530093	-0.177894

<TrussEleGlobal.txt>
全体座標系

	Element 1
	Node1		Node4
time	X方向の力	Y 方向の力	X方向の力	Y 方向の力
1	-26.3611	-35.1482	26.3611	35.1482
	Element 2
	Node2		Node4
	X方向の力	Y 方向の力	X方向の力	Y 方向の力
	-34.5278	46.0371	34.5278	-46.037
	Element 3
	Node3		Node4
	X方向の力	Y 方向の力	X方向の力	Y 方向の力
	-39.1111	39.1111	39.1111	-39.111

<TrussEleLocal.txt>
局所座標系（部材座標系)

time	Element 1軸力	Element 2　軸力	Element 3　軸力
1	43.9352	-57.5463	-55.3114

Opensees コマンド　日本語解説　： 目次

OpenSees Basic Examples (A2: 基本的なトラス解析) コマンドサマリ

Basic Examples Manual (Truss Example)　解説
のコマンドのサマリは以下の通りです。

このコマンドを　ファイル名　Truss.tcl　として、テキストフォーマットで作成し、


OpenSeesの起動環境　で　起動しているOpenSees のコマンドラインに


OpenSees Truss.tcl  <Enter>

と打ち込んで、実行します。


----- Truss.tcl 始まり　------

wipe

model BasicBuilder -ndm 2 -ndf 2


node 1   0.0  0.0
node 2 144.0  0.0
node 3 168.0  0.0
node 4  72.0 96.0


fix 1 1 1
fix 2 1 1
fix 3 1 1

uniaxialMaterial Elastic 1 3000


element Truss 1 1 4 10.0 1
element Truss 2 2 4  5.0 1
element Truss 3 3 4  5.0 1


recorder Node -file TrussNode.txt -time -node 4 -dof 1 2 disp

recorder Element -file TrussEleGlobal.txt -time -ele 1 2 3 forces
recorder Element -file TrussEleLocal.txt -time -ele 1 2 3  basicForces


timeSeries Linear 1
pattern Plain 1 1 {
    load 4 100 -50
}

# Create the system of equation, a SPD using a band storage scheme

system BandSPD


# Create the DOF numberer, the reverse Cuthill-McKee algorithm

numberer RCM


# Create the constraint handler, a Plain handler is used as homo constraints

constraints Plain


# Create the integration scheme, the LoadControl scheme using steps of 1.0

integrator LoadControl 1.0


# Create the solution algorithm, a Linear algorithm is created

algorithm Linear

# create the analysis object
analysis Static

analyze 1


# ------------------------------
# Print Stuff to Screen
# ------------------------------
# Print  the current state at node 4 and at all elements

puts "node 4 displacement: [nodeDisp 4]"

print node 4

print element

----- Truss.tcl  終わり　------

次のページ　→
Basic Examples Manual (Truss Example)　
解析結果

Opensees コマンド　日本語解説　： 目次

OpenSees Basic Examples (A1: 基本的なトラス解析) 例題・解説

　  Basic Examples Manual (Truss Example)　参照



線形弾性の3つの棒の、トラスです。例題は以下の様になっています。
単位は、kips, in, secを使っています。
Node(節点) ４に、オレンジ色の矢印の外力を加えます。
Node(節点) 1, 2, 3が固定されています。

１）Model, Node（節点）, Element（要素）の設定
解析する時の、次元、節点(Node)、要素(Element)の
Opensees のコマンドは、以下の通りです。

1.1) 今までの設定をクリアします
wipe

1.2) ２次元、自由度２　で、解析するよう設定します
model BasicBuilder [次元数] [自由度数]　

model BasicBuilder -ndm 2 -ndf 2

（参照ページはここ）

1.3) Node(節点） の 座標を設定します
Node [ nodeの番号 ] [ x座標]　[y座標]

node 1   0.0  0.0
node 2 144.0  0.0
node 3 168.0  0.0
node 4  72.0 96.0

（参照ページはここ）

1.4) Nodeのどこを固定するかを設定します

fix [ nodeの番号 ] [ uの固定の定義]　 [ vの固定の定義]　 [ θの固定の定義]　
0: 固定されていない
1: 固定されている

fix 1 1 1
fix 2 1 1
fix 3 1 1

（参照ページはここ）

1.5) 素材、ヤング率を設定します

単軸素材の設定は、uniaxialMaterial　コマンドを使用します。

uniaxialMaterial 解説

uniaxialMaterial
単軸素材の設定	鉄骨&補強鉄骨　Steel & Reinforcing-Steel Materials コンクリート Concrete Materials 標準的な単軸素材　Some Standard Uniaxial Materials その他　Other Uniaxial Materials

ここでは、
Some Standard Uniaxial Materials 標準的な単軸素材
の中の、Elasticコマンド　-弾性単軸素材コマンド- を使用します。

uniaxialMaterial Elastic [ Material番号 ] [ヤング率]

uniaxialMaterial Elastic 1 3000


1.6) Element(要素）を設定します。

Element コマンド　の中の　Trussコマンドを使用します。

element Ｔｒｕｓｓ [ elementの番号 ] [ 片方のnode番号] [片方のnode番号] [ 断面積] [Material番号] 

element Truss 1 1 4 10.0 1
element Truss 2 2 4  5.0 1
element Truss 3 3 4  5.0 1

このelement(要素）コマンドで設定したMaterial番号は、uniaxialMaterial　コマンドで設定した
Material番号に対応しているため、ヤング率を設定していることになります。


２）解析結果を記録するレコーダーの設定
Node(節点）　Element(要素）について、解析結果を記録するためのファイル名、Node, Element番号を設定します

recorder Node -file [ 出力ファイル名 ] -time(時間を基準として記録) -node[記録したいNode番号] -dof[記録したい自由度] disp(相対的な変位を出力） 

recorder Node -file TrussNode.txt -time -node 4 -dof 1 2 disp

（参照ページはここ）

recorder Element -file [ 出力ファイル名 ] -time(時間を基準として記録) -ele[記録したいElement番号]  force(全体座標系でのX方向の力、Ｙ方向の力） または　basicForces(局所座標系/ 部材座標系での軸力）

recorder Element -file TrussEleGlobal.txt -time -ele 1 2 3 forces
recorder Element -file TrussEleLocal.txt -time -ele 1 2 3  basicForces

（参照ページはここ）

３）外力の設定
このトラス構造物に加える外力（オレンジの矢印部分）を設定します。

timeSeries Linear [タグ番号]　
このコマンドについての説明は、ここ。
「時間ごとに線形に一様に変位する力」という定義です。


また、Node(節点）にかける外力なので、Nodal Loadを使用します。
（参照ページはここ）

pattern Plain [Loadの通し番号] [ 上記のtimeSeriesで指定したタグ番号]  {
     load [Node番号] [自由度の１番目に対してかける力（X方向)] [ 自由度の１番目に対してかける力（Y方向)] 
}

timeSeries Linear 1

pattern Plain 1 1 {
    load 4 100 -50
}


４）OpenSeesで用意されているツールの設定
有限要素法で使用する連立方程式の解法を設定します。
ここで使用しているコマンドについての
参照ページは　ここ　と　ここ

system BandSPD
numberer RCM
constraints Plain
integrator LoadControl 1.0
algorithm Linear
analysis Static


５）解析開始
ここでは、解析を１行のみ行うように指定しています。
（参照ページは、ここ）

analyze 1

このコマンドの実行により、
２）解析結果を記録するレコーダーの設定
で、指定したファイルに、結果が出力されます。


６）ディスプレイで表示する情報の設定
ディスプレイに表示させる場合は、下記のコマンドを使用します。
表示結果は　こちら　をみてください。

puts "node 4 displacement: [nodeDisp 4]"
"node 4 displacement: "　とディスプレイ上に表記し、Node4のＸ方向の変位、Ｙ方向の変位を表記します

print node 4
Node4 (節点4)の情報を表記します

print element
"element" ファイルに、要素の情報を書き込みます。

次のページ　→
Basic Examples  (Truss Example)　
コマンド　サマリ

Opensees コマンド　日本語解説　： 目次