第6章 – 相互作用、振幅、初期条件

相互作用メニュー

相互作用メニューには以下のオプションがあります:

• 拘束
  • 作成。
  • 編集。
  • 複製。
  • マスター/スレーブの交換。
  • マスター/スレーブによる統合。
  • 非表示。
  • 表示。
  • 削除。
• 接触
  • 面相互作用:
    • 作成。
    • 編集。
    • 複製。
    • 削除。
• 接触ペア:
  • 作成。
  • 編集。
  • 複製。
  • マスター/スレーブの交換。
  • マスター/スレーブによる統合。
  • 非表示。
  • 表示。
  • 削除。
• 接触ペアの検索。

利用可能な拘束には以下が含まれます:

• 点ばね:
  • 名前。
  • 領域。
  • 剛性:
    • K1 – X 方向の節点あたりの剛性。
    • K2 – Y 方向の節点あたりの剛性。
    • K3 – Z 方向の節点あたりの剛性。
  • 色。
• 面ばね:
  • 名前。
  • 領域。 – 面積あたりの剛性: する/しない
  • 剛性:
    • K1 – X 方向の剛性。
    • K2 – Y 方向の剛性。
    • K3 – Z 方向の剛性。
• 色。
• 圧縮のみ:
  • 名前。
  • 領域。
  • ばね剛性。
  • 引張力。
  • オフセット。
  • 非線形: しない/する。
  • 色。
• 剛体:
  • 名前。
  • 基準点。
  • 領域。
  • 色。
• タイ:
  • 名前。
  • 位置許容差 – スレーブ節点がタイ拘束に含まれる、マスター面からの最大距離(既定値: 代表的な要素サイズの 2.5%)。
  • 調整 – スレーブ節点のマスター面への投影。
  • マスター領域。
  • スレーブ領域。
  • マスター面の色。
  • スレーブ面の色。

圧縮のみの拘束は、内部的に *EQUATION を介して他の有限要素に接続された GAP 要素を使用します。オフセット パラメータにより、結果をより見やすくするために GAP 要素の接地節点をモデルから離すことができます。結果では、GAP 要素は1つの部品に統合されます。重要: 圧縮のみの拘束を使用する場合は、幾何学的非線形性(NLGEOM)を有効にする必要があります。有効にしない場合、圧縮のみの支持は割り当てた剛性の 1/2 を持ち、面ばね支持として作用します。非線形 オプションを する に設定すると、入力ファイルにダミーの非線形材料を追加することで、この線形化を避けることもできます。

剛体拘束は、選択した節点の運動を基準点の運動に拘束するため、基準点が必要です。選択した領域を無限に剛(非変形)として定義するために使用します。例えば、製造用工具をモデル化する際によく使用されます。ただし、モーメントや遠隔荷重をモデルに適用する方法としても使用できます。剛体拘束は、ソリッド部品の表面にトルクを適用する唯一の方法です(ソリッド要素の節点は回転自由度を持たないため)。

タイ拘束は、接着/溶接された接触のように機能します。2つの面が解析中に分離したり相対移動したりできないように、恒久的に接続します。タイ拘束は、異なるメッシュを持つ部品を接続する際によく使用されます。

接触は、タイ拘束よりも複雑な2つの面間の相互作用の形態です。接触している面間で力を伝達できます。ただし、接触は高度に非線形な現象であり、収束の問題を引き起こす可能性があるため、注意して使用する必要があります。接触を定義する際には、まず面相互作用を作成する必要があります。3つのオプションが利用可能です:

• 面挙動 – 法線方向の接触挙動(圧力-重なり関係)
  • ハード。
  • 線形。
  • 指数関数。
  • 表形式。
  • タイ。
• 摩擦 – 接線方向の挙動
  • 摩擦係数。
  • スティックスロープ。
• ギャップコンダクタンス – 接触界面を介した熱コンダクタンス
  • 一定
  • 表形式 – 圧力および温度依存 面相互作用を作成すると、接触ペアを定義できます。ここでのオプションは以下のとおりです:
• 名前
• 面相互作用
• 手法
  • 節点-面 – 節点-面ペナルティ定式化を使用します。
  • 面-面 – 面-面ペナルティ定式化を使用します。
  • モルタル – ラグランジュ乗数を用いた定式化を使用します。一般に精度が高いですが、求解に時間がかかり、収束の問題を引き起こす可能性があります。 – 線形モルタル – モルタルが失敗した場合にのみ使用してください。
  • PG 線形モルタル – モルタルが失敗した場合にのみ使用してください。
• 微小すべり – 節点-面 手法を選択した場合に利用可能
• 調整 – スレーブ節点のマスター面への投影。
• 調整サイズ – スレーブ節点がマスター面に投影される距離。
• マスター領域 \ スレーブ領域
• マスター面の色 \ スレーブ面の色

図5: 接触ペアの検索ツール

入力例とともに接触ペアの検索ツールを図5に示します。このツールでは、接触ペアとタイ拘束を自動的に作成できます。 検索 ボタンをクリックすると、ツールは以下の基準を満たす面のペアを検索します:

• それらの間の距離が指定した距離以下である。
• それらの間の角度が指定した角度以下である。

これらの基準に加えて、ペアを部品ごとにグループ化するかどうかを選択できます。検索を実行する前に、相互作用の種類(接触またはタイ)を変更し、以前に作成した接触プロパティの定義を指定し、接触の種類(面-面または節点-面)を選択できます。接触とタイの作成の両方について、調整を有効または無効にできます。検索後も、ツール右側のデータウィンドウを使用して、前述の設定(および位置許容差とペアの名前)を変更できます。さらに、接触ペア ウィンドウでペアを右クリックすると、マスター面とスレーブ面を交換するオプションが表示されます。複数のペアが選択されている場合、マスター/スレーブによる統合のオプションも利用可能になります。ペアを選択して Delete キーを押すことで、一覧から削除できます(したがって作成されないようにできます)。

振幅メニュー

振幅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。
• 削除。

以下の振幅の種類と設定が利用可能です:

• 表形式 – 時間/振動数-振幅値のデータ点を指定するために使用できます
  • プロパティ
    • 名前
    • 時間範囲: ステップ時間/総時間
    • 時間シフト
    • 振幅シフト
  • データ点 – 時間/振動数-振幅のペア形式の表形式データ

初期条件メニュー

初期条件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。
• 削除。

以下の初期条件の種類と設定が利用可能です:

• 温度 – 熱解析または熱機械解析の開始時の温度を指定するために使用できます
• 名前。
• 領域。
• 温度。
• 速度 – 動解析の開始時の速度を指定するために使用できます
  • 名前。
  • 領域。
  • 速度成分:
    • V1 – X 軸方向の速度。
    • V2 – Y 軸方向の速度。
    • V3 – Z 軸方向の速度。
• 大きさ – 合成速度(速度の成分を指定すると自動的に計算されます)。