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# 3.7.3.2 シェル上の線形結果

## **シェル上の線形結果**

このマルチコンポーネントは、力の流線、アイソライン、主モーメント線または主応力線を生成します。これらの線を作成するプロセスは以下のステップに従います:

* 要素結果の場合、要素の開口角を重みとして使用して頂点で平均化されます。
* 頂点値から、\[15] で説明されている積分アルゴリズムを介して流線が得られます。

## **シェル上の力の流線**

![図3.7.13.1: 三角形シェル要素から構成される片持ち梁: 水平方向の力の流線](https://147116332-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2Fz9HWyQapP9tu9mJjh5O9%2Fuploads%2Fgit-blob-d858b3d1aab29292d2739bd5db5bd5fa6df421be%2Fshellforceflowlines.png?alt=media)

力の流れ（FF）線または荷重経路（時々呼ばれる）は、構造内の荷重分布を示します（[\[11\]](/jp/fu-lu/bibliography.md) 参照）。これらの力の流れ（FF）線と流体力学の流線の間には緩やかな類似性があります: 流体力学における質量保存の法則は、指定された方向の静的平衡条件と一致します。2本のFF線がある場合、事前定義された方向のそれらの間の合力は一定のままです。たとえば、図3.7.13.1の片持ち梁を考えてみてください。水平方向の力の流れは赤い線で表されています。支点では、力の流線は上側および下側でほぼ水平に走り、支点からの法線応力が最大値に達し、合力を支配します。これらは徐々に中立軸に曲がり、せん断応力が水平力への唯一の寄与を構成します。

これらの力の流線は美しい線図を生成することに加えて、実用的でもあります（[\[11\]](/jp/fu-lu/bibliography.md) 参照）:

* FF線は、構造の効果的でない部分（指定された力の方向に関して）で渦を形成するか、そこで方向を反転します。
* 線形要素（例: 繊維）で構造を強化したい場合、最も効果的なレイアウトを得るためにFF線に揃えます。

FF線は主応力線と同じではありません。後者には、隣接する線間で力が一定であるという特性がないためです。

「**Shell Force Flow Lines**」コンポーネントを使用すると、シェルの任意の点で力の流線を作成できます（図3.7.13.1参照）。考慮される荷重ケースは、最も近いアップストリームの「**モデルビュー**」コンポーネントで定義されたものです。

7つの入力プラグが存在します:

|                   |                                                                                                                                                |
| ----------------- | ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
| **「Model」**       | FF線を作成するモデル。デフォルトでは、すべての荷重ケースの結果が係数「1」で重ね合わされます。特定の荷重ケースを選択するか、「1」以外の荷重係数を課すには「**モデルビュー**」コンポーネントを使用します。                                       |
| **「LCase」**       | 結果を取得する一意の荷重ケースの名前。荷重ケースの組み合わせ名、または荷重ケースの組み合わせ名と荷重ケースインデックスにすることができます。デフォルトでは、最初の荷重ケースの組み合わせの最初の荷重ケースが選択されます。                                  |
| **「Layer」**       | 曲げの場合、シェルの応力状態、したがってFF線は断面の高さによって変化します。値「-1」は下面、「1」は上面、「0」は中央層を表します。デフォルト値は「0」です。                                                              |
| **「ForceDirs」**   | 主な力の方向を定義するベクトルまたはベクトルのリストを想定します。この方向はローカルの力の流れを定義するために各要素に投影されます。「**ForceDir**」ベクトルに垂直な要素はスキップされます。異なる領域に対して複数のそのような方向を定義できます。                |
| **「ForceDirPos」** | 「**ForceDirs**」内の各ベクトルに対して位置を定義できます。シェル上の任意の点での力の方向は、最も近い「**ForceDirPos**」を持つ「**ForceDir**」ベクトルに対応します。                                         |
| **「Source」**      | FF線が発生するシェル上の点を定義します。このプラグにシェル上またはその近くの点を入力できます。シェルと交差する線を使用することも可能です。複数の交差の場合、同じ数のFF線が存在します。                                                  |
| **「Seg-L」**       | 結果のFF線のセグメントの意図された長さ。デフォルトでは0.5 mです。負の値は、INT(abs(Seg-L)) 線セグメントのみが描画されることを意味します。                                                               |
| **「dA」**          | このパラメータは、FF線が決定される精度を設定します: FF線の隣接するピース間の最大微分角度です。この基準により「**Seg-L**」より小さい長さのピースが生じる場合、それらは出力プラグ「**Line**」に送信される前に結合されます。デフォルトでは、この値は5°に設定されます。 |
| **「theta」**       | ここで、FF線と「**Line**」出力プラグから出力される線の間の角度を定義できます。角度は度単位で、デフォルトはゼロです。                                                                                |

「**ShellFFlow**」コンポーネントの出力は、データツリーに配置された線で構成されます。最も右側の次元には、各流路のブランチが含まれます: たとえば平面の場合、指定された交差点から発生する2つのブランチがあります。T字型のシェルトポロジーの場合、この数は3以上に増える可能性があります。

{% embed url="<https://youtu.be/wlgsAt629Xw?si=MEPfF8FYqCewymfo>" %}

## **シェル上のアイソライン**

「**Isolines on Shells**」コンポーネントを使用すると、2つのことができます: まず、等しい主応力、主モーメント、検定比、結果変位、またはシェル厚の点を結ぶ等高線をシェル上に描画します（図3.7.13.2参照）。次に、シェルの任意の点で結果を照会します。

![図3.7.13.2: 片持ち梁上の等しい第2主応力の線](https://147116332-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2Fz9HWyQapP9tu9mJjh5O9%2Fuploads%2Fgit-blob-66898ed9ce034aa11727bebef5d928acc5713519%2Fshellisolines.png?alt=media)

入力プラグ「**Model**」、「**LCase**」、「**Layer**」、「**Seg-L**」は、「**Force Flow Lines on Shells**」コンポーネントと同じ意味を持ちます（セクション [3.6.12](#force-flow-lines-on-shells) 参照）。構造上にアイソラインを配置することに関して、「**Vals|Pts|Lines**」入力は以下のオプションを提供します:

|             |                                                                                                                                                   |
| ----------- | ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- |
| **「Vals」**  | 数値のリストが供給された場合、これらのレベルでアイソラインが作成されます。使用する物理単位については、入力プラグのコンテキストヘルプを参照してください。たとえば、リストから最初と最後の項目を削除した後、「**シェルビュー**」コンポーネントの「**Legend T**」出力を使用できます。 |
| **「Pts」**   | アイソラインは、シェル上の指定された点の最も近い投影で開始します。                                                                                                                 |
| **「Lines」** | 指定された線とシェルの交差点がアイソラインのシードとして機能します。                                                                                                                |

検査する荷重ケースおよび荷重ケース係数は、「**Isolines on Shells**」コンポーネントの前に定義に接続された「**モデルビュー**」コンポーネントで設定できます。デフォルトでは、単位荷重係数を使用してすべての荷重ケースが重ね合わされます。

アイソラインは各シェル面内の直線です。これにより、わずかに荒いポリラインが生じる可能性があります。「**Smooth**」入力プラグを「True」に設定すると、それらを平滑化できます。「**Line**」出力プラグは、線状のカーブのリストではなくスプラインを返します。それらは計算されたアイソ点を制御点として使用することで得られます。曲面シェルジオメトリの場合、これらのスプラインがシェル表面に正確に留まらないという欠点があります。これにより、そのような線の異なるグループを交差させるのが困難になる場合があります。

「property」サブメニューでは、表示する結果値を選択できます: 第1または第2主応力（「**Sig1**」、「**Sig2**」）、第1または第2主曲げモーメント（「**m1**」、「**m2**」）、検定比（「**Util**」）、結果変位（「**Disp**」）、シェル厚（「**Thick**」）。

「**Lines**」出力データ構造は、「**Force Flow Lines on Shells**」コンポーネントのものに対応します。出力プラグ「**Value**」内の各数値は、「**Lines**」出力からの1つのアイソラインに対応します。

## **シェル上の主モーメント線**

「Principal Stress Lines on Shells」コンポーネント（セクション [3.6.12](#principal-stress-lines-on-shells) 参照）と同様に機能します。主応力線の代わりに主モーメント線を返します。

## 横方向せん断

「Principal Stress Lines on Shells」コンポーネント（セクション [3.6.12](#principal-stress-lines-on-shells) 参照）と同様に機能します。主応力線の代わりに、面内主せん断線を返します。これらは横方向せん断方向の積分から生じます。これらは、シェルのローカルXおよびY方向に横方向せん断力vxおよびvyを適用することから得られます。詳細は [\[13\]](broken://pages/-MCkEPufKvmRk8DHQDJm) および [\[14\]](broken://pages/-MCkEPufKvmRk8DHQDJm) を参照してください。

## **シェル上の主応力線**

![図3.7.13.3: 主応力線: 第1および第2主応力方向に接します](https://147116332-files.gitbook.io/~/files/v0/b/gitbook-x-prod.appspot.com/o/spaces%2Fz9HWyQapP9tu9mJjh5O9%2Fuploads%2Fgit-blob-2223edaac856c68f09398010bccb97db9f628f90%2Fshellprincipalstresslines.png?alt=media)

{% file src="/files/JUwwEYNHqxEvor22Hsls" %}

主応力（PS）線は主応力方向に接します（図3.7.13.3参照）。片持ち梁の場合、自由境界と平行または直角に走ります。中央では、曲げによる法線応力が消滅し、第1および第2主応力線は中央軸を45°で交差します。

「**Principal Stress Lines on Shells**」コンポーネントの入力プラグの意味は、「**Force Flow Lines on Shells**」コンポーネントのものに対応します（詳細はセクション [3.6.12](#force-flow-lines-on-shells) 参照）。出力側では、「**Lines1**」および「**Lines2**」はデータツリー内に第1および第2主応力線を保持します: 最も右側の次元には、PS線の一部を表す線のリストが含まれます。通常、各線には始点の両側から始まる2つの部分があります。より複雑なトポロジーの場合、3つ以上の部分が存在する可能性があります。これらの部分は右から2番目の次元を埋めます。

{% file src="/files/itQYzg4Fy4knVr4SYrm9" %}

{% file src="/files/dvhVCqYMitdzjmni3whn" %}

{% file src="/files/jo7uMEBvLiMSGou3I1ZD" %}
