このモジュールでは、弾性体ボディを作成し、モデルに実装する方法を学習します。 以下の項目が含まれます。
1. 弾性体ボディの紹介
この章では、MotionView/MotionSolveの弾性体ボディについて説明します。
該当ヘルプ日本語:マルチボディダイナミクス弾性体の使用 (altair.com)
該当ヘルプ英語:Using Multibody Dynamics Flexbodies (altair.com)
1-1. 弾性体ボディとは?
弾性体ボディ(Flexbody)とは、MBDソリューションの中で大きな変位や回転および弾性変形を受けることができるボディのことです。
1-2. 弾性体ボディはどのような場面で使用すべきか?
弾性体ボディは次のような用途に使用できます:
弾性体ボディは、モード法により自由度を低減しているため、過渡の有限要素シミュレーションを解くのに比べて、精度とシミュレーション時間のバランスに優れています。
弾性体ボディは弾性変形の範囲内で有効です。
1-3. コンポーネントモード合成法とインターフェース節点
弾性体ボディはインターフェース節点を通してMBD システムに接続します。
コンポーネントモード合成法では、インターフェース節点で指定した自由度のConstraint modesとインターフェース節点を拘束した場合のnormal modesを重ね合わせることで表現されます。
インターフェース節点で指定した自由度のConstraint modesにより、インターフェース節点に入力される荷重による静的な弾性変形は正確に表現されます。normal modesを追加することで、動的な弾性変形も模擬できます。
1-4. モードの重ね合わせ - 採用周波数と解の精度
モード形状の数と最大周波数は重要です。モード数が多く、周波数が高いほど、変形や応力・ひずみなどの応答における曲率が大きくなります。波長は短くなります。
一般的に応力・ひずみは変形よりも曲率が高いため、応力・ひずみを精度良く評価したい場合は、より多くのモードが必要となります。
2. 弾性体ボディの作成と使用
この章では、MotionViewとMotionSolveでの弾性体ボディの作成と使用について学びます。FlexPrepツールを使用して弾性体ボディを生成し、解析で弾性体ボディを使用する方法を学びます。詳しくは以下のビデオをご覧ください。 また、ビデオの下にあるモデルファイルをダウンロードして、デモンストレーションをトレースできます。
動画で使用したファイルのダウンロードはこちらです。
2-1. FlexPrepを用いた弾性体ボディの生成
解析リボン > FlexPrep ツールで弾性体ボディを生成できます。
FlexPrep ツールには、.fem/.dat/.nas 形式の要素と材料特性を持つ FEM モデルが必要です。
FlexPrepツールをクリックすると、以下のパネルが表示されます。
FlexPrepを用いた弾性体ボディの作成・使用の一般的な手順を示します。
2-2. 弾性体ボディの使用
弾性体ボディが作成できたら、MotionViewでマルチボディモデルに組み込みます。弾性体ボディはボディのエンティティエディタを使って編集します。 いくつかのオプションを見てみましょう:
2-3. 弾性体ボディの節点とモード
Nodes & Modesオプションを使用する際の詳細を見てみましょう。
節点の割り当て
インターフェース節点位置へのポイントの作成
弾性体ボディのインターフェース節点を使ってモデル内にポイントを作成することができます。弾性体ボディを右クリックして、Create Points At Interface Nodes を選択します。 これで、弾性体ボディのすべてのインターフェース節点位置にポイントが作成されます。
弾性体ボディのモード
Modesタブには弾性体ボディのすべての弾性変形モードが表示されます。モードは、シミュレーションの自由度を減らすためにActiveチェックボックスを使って非アクティブにすることができます。 モード減衰の設定も変更できます。
CRatio Expression Damping
CRatio Expression Dampingを使用すると、関数を使用して弾性体ボディのモード減衰比を適用することができます。
例:以下のように、時間ベースの関数と周波数ベースの関数からなる式を使用することができます。最初に時間=0.0s - 0.1sでCRatio=1の高い減衰が使用され、その後、0.1s - 0.5sにかけて、FXFREQ-関数を使用して、f < 100HzでCratio=5%、f > 500HzでCration=100%の周波数ベースの減衰に移行します。
MotionView/MotionSolve 入門コース トップページ
使用製品:Altair MotionSolve/MotionView
よくあるエンジニアからの質問はこちら