EDEM + OS一方向カップリングを使用して、荷積みおよび荷降ろし中のダンプトラック本体の構造強度を分析する方法
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EDEM + OS一方向カップリングを使用して、荷積みおよび荷降ろし中のダンプトラック本体の構造強度を分析する方法
この例で使用されるサンプルはここからダウンロードできます： DumpTruck_Example_Files.zip
ダンプトラックは、砂利、石炭、岩石、汚れなどの材料の輸送に使用されます。一般的なダンプトラックは、キャビンの後端に接続されたオープンベッドで構成されています。材料を降ろすための油圧ラムを備えたトラック本体。通常、トラック本体は、生産性を向上させるために、材料をすばやく、こぼれることなく積み降ろしする必要があります。 荷降ろし後に残っている材料は、トラックの燃料効率に悪影響を及ぼします。この材料は、次のサイクルのために持ち運ぶ必要があるためです。
EDEMは以下の内容で使用できます：
・さまざまな材料が設計にどのように影響するかを理解する
・さまざまな特性を持つ幅広い材料の設計を仮想的にテストします
・詰まり、こぼれ、摩耗のリスクを特定するなど、バルク材料の挙動を予測する
・トラック本体の積み下ろしを分析する
・材料のハングアップの摩耗ゾーンまたは領域を特定する
・同じ条件下で繰り返しテストを迅速に実行します
・機器と材料の相互作用に関する重要な洞察を得る
・設計サイクルの短縮
・物理的なプロトタイピングとテストのコストを削減
・生産性と信頼性の向上
・より高性能な機械を設計する
ステップ１：材料モデルの設定
材料モデルを選択するには、EDEMデータベースの1つから材料を選択するか、材料キャリブレーションを実行する必要があります。この例では、キャリブレーションは示されていませんが、キャリブレーションを探索したい場合は、以下のリンクに従ってください。
・Discrete Element Method Calibration with EDEM
・Altair Exchange - EDEM Calibration Kits
・Material Models Libraries in EDEM
この例では、材料モデルはGEMMデータベースから、次のような3つの簡単な入力を与えることによって選択されました。
・シミュレートする材料の量
・かさ密度
・安息角
ステップ２：CADモデル
EDEMは、Catia、Solid Works、NX、ProEなどのさまざまなCAD形式と、STEP、Parasolid、IGESなどのニュートラルファイルをサポートしています。ジオメトリは、the Creator > Geometries > Import Geometry を介してEDEMにインポートされます。
ベストプラクティス：
EDEM + FEA解析を実行するには、フォースマッピングを実行するパーツ/コンポーネントのメッシュをEDEMと使用するFEAパッケージの両方で同じにする必要があります(Opti Struct)
このエクササイズでは、トラック本体が構造強度の研究の主な焦点であるため、Altair®HyperMesh®を使用してトラック本体がメッシュ化され、stlファイルとしてエクスポートされます。
メッシュの詳細については、以下のリンクを参照してください。
・(36) part 1/6 Hypermesh | Plastic Meshing | Manual Method - YouTube
・(36) HyperWorks 2021: 2d Meshing Tools - YouTube
・(36) Part Browser Workflow For Batch Meshing Sheet Metal Parts - YouTube
ステップ-３：資料の紹介
この例で選択したバルク材料ボリュームパッキングオプションを作成します。EDEMの工場の詳細については、この簡単なビデオチュートリアルをご覧ください。
How to create granular material using EDEM
ステップ-４：キネマティクスを定義する
・バケットに線形回転運動学運動を割り当てて、バルク材料をトラック本体に降ろします
・ダンプトラック本体に直線的な回転運動学的運動を割り当てて、バルク材料を降ろします
ステップ-５：シミュレーションの実行
・時間ステップを定義する
・バルク材料のロードとアンロードを解決する
ステップ-６：荷重マッピングとFEシミュレーション
・特定の時刻の積み降ろし時にEDEMから荷重を出力し、トラック本体の構造強度を把握する
・Hyper Meshのフォースマッピング手順を理解するには、以下のリンクを参照してください
・下の図に示すように、FEモデルの拘束を定義します。
FEAシミュレーションセットアップリファレンスビデオ：Analysis Setup and Results Visualization - YouTube
・Opti Structを使用してシミュレーションを実行し、結果を分析します
・積み下降ろし中のトラック本体のVonMises応力を下図に示します
ダンプトラックの積み降ろしのビデオリファレンスをご覧ください：DumpTruck_Loading_Unloading.mp4
構造解析用EDEMの詳細については、以下を参照してください：Static structural analysis for bulk solids handling applications using EDEM, OptiStruct and SimSolid
Altair EDEMの使用を開始するには、以下を参照してください：4 steps to accelerate your EDEM learning curve!
または、EDEMコミュニティにアクセスしてください：Altair Community - EDEM