第11章 – 荷重と定義済みフィールド

荷重 サブメニューには以下のオプションがあります:

• 作成。
• 編集。
• 複製。
• プレビュー。
• 伝播。
• 非表示/表示。
• 削除。

荷重の種類とそのオプションを以下に示します:

集中荷重

• 名前。
• 領域。
• 力の成分 – 節点あたりの集中荷重の成分:
  • * F1 – X 軸方向の力。
  • * F2 – Y 軸方向の力。
  • * F3 – Z 軸方向の力。
• 大きさ – 合成力(力の成分を指定すると自動的に計算されます)。
• 位相 – 力の位相(定常動解析のみ)。
• 振幅。
• 座標系 – 全体座標系またはユーザー定義の座標系。
• 色。

モーメント

• 名前。
• 領域。
• モーメントの成分 – 節点あたりのモーメントの成分:
  • * M1 – X 軸まわりのモーメント。
  • * M2 – Y 軸まわりのモーメント。
  • * M3 – Z 軸まわりのモーメント。
• 大きさ – 合成モーメント(モーメントの成分を指定すると自動的に計算されます)。
• 位相 – モーメントの位相(定常動解析のみ)。
• 振幅。
• 色。

等分布圧力

• 名前。
• 領域。
• 大きさ – 圧力荷重の値。
• 位相 – 圧力の位相(定常動解析のみ)。
• 振幅。
• 色。

静水圧

• 名前。
• 領域。
• 第1点の座標 – 選択または座標の直接入力による:
  • X. Y. Z.
• 第1点の圧力の大きさ – 第1点における圧力の大きさ。
• 第2点の座標 – 選択または座標の直接入力による:
  • X. Y. Z.
• 第2点の圧力の大きさ – 第2点における圧力の大きさ。
• 圧力変化の方向 – 選択(2点)または方向成分による:
  • * N1 – 第1軸方向の方向成分。
  • * N2 – 第2軸方向の方向成分。
  • * N3 – 第3軸方向の方向成分。
• 位相 – 圧力の位相(定常動解析のみ)。
• カットオフ: なし / 正のカットオフ / 負のカットオフ – 正の圧力カットオフではすべての正の圧力値を 0 に設定し、負の圧力カットオフではすべての負の圧力値を 0 に設定します。
• 振幅。
• 色。

インポート圧力

• 名前。
• 領域。
• ファイルからインポート – 圧力の結果をインポートする OpenFOAM(.foam)ファイル。
• 補間法: 最近傍節点または最近傍点 – 1つ目の方法は転送元メッシュの最も近い節点の値を取得し、2つ目の方法は最も近い3つの節点値を補間します。
• 大きさ係数 – 圧力の大きさの倍率。
• 位相 – 圧力の位相(定常動解析のみ)。
• 倍率 – インポートしたジオメトリの倍率。
• 振幅。 – 色。

表面トラクション

• 名前。
• 領域。
• 力の成分:
  • * F1 – X 軸方向の力。
  • * F2 – Y 軸方向の力。
  • * F3 – Z 軸方向の力
• 大きさ – 合成力(力の成分を指定すると自動的に計算されます)。
• 位相 – 表面トラクションの位相(定常動解析のみ)。
• 振幅。
• 座標系 – 全体座標系またはユーザー定義の座標系。
• 色。

シェル辺の法線方向荷重

• 名前。
• 領域。
• 大きさ – シェル辺荷重の値。
• 位相 – 辺荷重の位相(定常動解析のみ)。
• 振幅。
• 色。

重力

• 名前。
• 領域。
• 重力の成分:
  • * F1 – X 軸方向の重力加速度。
  • * F2 – Y 軸方向の重力加速度。
  • * F3 – Z 軸方向の重力加速度。
• 大きさ – 合成加速度(力の成分を指定すると自動的に計算されます)。
• 位相 – 重力荷重の位相(定常動解析のみ)。
• 振幅。 – 色。

遠心力荷重

• 名前。
• 領域。
• 回転中心の座標 – 選択または座標の直接入力による:
  • X. Y. Z.
• 回転軸の成分:
  • * N1 – X 軸方向の軸成分。
  • * N2 – Y 軸方向の軸成分。
  • * N3 – Z 軸方向の軸成分。
• 大きさ – 点と方向で定義される軸まわりの回転速度。
• 位相 – 回転速度の位相(定常動解析のみ)。
• 振幅。
• 色。

予張力

• 名前。
• 種類: 力/変位。
• 領域。
• 自動計算: する/しない – 予張力方向の自動計算。
• 大きさ – 予張力荷重の力または変位の大きさ。
• 振幅。
• 色。

定義済みフィールド

定義済みフィールドは、節点に事前定義した値を与えるために使用します。定義済みフィールドの種類とそのオプションを以下に示します:

• 温度 – 静的ステップの温度場を指定するために使用できます
  • 名前。
• 温度の定義: 値による。
  • 領域。
  • 温度。
• 温度の定義: ファイルから
  • 結果ファイル .frd。
  • ステップ番号。

追記

集中荷重は、選択した領域に属する各節点に指定した荷重を適用します。そのため、この荷重を面に適用すると、その面上の各節点に指定した荷重が作用しますが、これは通常意図したものではありません。面に力を適用するには、表面トラクション荷重を使用してください。

静水圧は、指定した座標の2点における圧力の大きさと、圧力の増加方向(2点を選択するか、ベクトル成分を直接入力して指定)を用いて定義します。このツールは静水圧だけでなく、流体の存在に関係しない一般的な線形変化の分布荷重(三角形分布または台形分布)の定義にも使用できます。

インポート圧力は、OpenFOAM の CFD シミュレーションの圧力結果を構造解析の荷重として使用します。ASCII とバイナリの両方の OpenFOAM 結果をサポートしています。この種類の荷重には拡張子 .foam のファイルが必要です。これは、OpenFOAM の結果を含むフォルダにアクセスするために使用される空の(ダミーの)ファイルです。OpenFOAM の解析で並列処理を使用した場合は、CFD シミュレーション後に reconstruct Part コマンドを使用して、異なるプロセッサの結果を統合する必要があります。CFD 解析に使用したものと同じジオメトリのファイルをインポートする必要はありませんが、そのジオメトリは 3D 空間内の同じ位置にあり、OpenFOAM で使用したものと同じ長さの単位を使用している必要があります。OpenFOAM の結果の圧力は動圧(圧力を密度で除したもの)として与えられる場合があるため、単位には注意が必要です。倍率はこれを補正するために使用できます。プレビュー オプションにより、インポートした圧力荷重が正しく定義されていることを確認できます。適用した圧力に倍率を掛けた値が、距離(Solvix のメッシュと OpenFOAM のメッシュの間の最短距離)とともにそこに可視化されます。これらの距離は、一致しないメッシュの結果であるため、小さいはずです。

表面トラクション荷重は、内部的に選択した面上の各節点に集中力を適用します。これらの値の合計は、荷重定義ウィンドウで指定した全体の大きさになります。複数の面を選択した場合、それぞれに作用する荷重の合計が荷重定義ウィンドウで指定した値になります。

名称に反して、重力荷重は構造物に任意の種類の並進加速度(ブレーキによる減速や車両の加速など)を与えるために使用できます。

予張力は、特別な考慮が必要な特定の種類の荷重です。定義する前に、境界層を作成する必要があります。モデルに実際の荷重を適用する解析の2番目のステップでは、予張力荷重を無効にする必要があります。これは、変位タイプの予張力設定を 固定 に変更することで行えます。

拘束、接触ペア、ステップ、境界条件、荷重などの項目は、定義を完全に削除する必要なく、有効化または無効化(解析から除外)できます。

メニューバーの下には シンボル のドロップダウンリストがあり、シンボルの表示方法を選択できます(なし、モデル、ステップ-1、…)。