3節点三角形要素(TRIA3) — トラブルシューティングガイド
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3節点三角形要素(TRIA3) — トラブルシューティングガイド
CSTのトラブル
CSTのトラブル対処を手短に教えてください。
CSTのトラブルは全てTET4と同じ構造だ。
全てのトラブルの解決策
| トラブル | 原因 | 解決策 |
|---|---|---|
| 応力が過小 | 定ひずみで勾配表現不可 | TRIA6に変換 |
| コンターが階段状 | 要素内応力一定 | TRIA6に変換 |
| 変位は合うが応力が合わない | 応力の収束が遅い | TRIA6に変換 |
| 体積ロッキング | 1次要素の本質的限界 | TRIA6に変換 |
| メッシュ収束しない | CSTの収束が遅い | TRIA6に変換 |
全て「TRIA6に変換」ですね（笑）。
これ以上シンプルなトラブルシューティングガイドはない。CSTの全てのトラブルはTRIA6に変換することで解決する。TET4→TET10と全く同じ。1次要素→二次要素が万能薬だ。
TRIA6への変換方法
多くのプリプロセッサで1クリックで変換可能：
- HyperMesh — Element Order → 2次 に変更
- Abaqus/CAE — Element Type → CPS6 に変更
- Ansys — Element Order → Quadratic に変更
- GMSH — Mesh.ElementOrder = 2
変換は簡単。だったら最初からTRIA6を使えばいいですね。
まさにその通り。FEMの鉄則：常に二次要素を使え。
Coffee Break よもやま話
TRIA3の過剛性と応力チェック
TRIA3を多用したメッシュでは変位が過小評価（過剛性）になりやすい。同一形状をQUAD4で解いた結果と比べ、変位差15%以上が出る場合はTRIA3過多が疑われる。診断にはFEMツールのElement Type Contourでメッシュ内のTRIA3割合を可視化し、境界付近に集中していないか確認する。Nastranのβ（2シアー補正係数）を0.833から0.86に変更するとTRIA3の曲げ精度がわずかに改善される場合がある。
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