高速・高精度なマルチボディの弾性体接触解析

Kosuke_IKEDA · April 2023

マルチボディソフト MotionView / MotionSolve 2022.1より弾性体接触解析が可能となりました。

拡張したモード法を採用することで、高速・高精度な弾性体接触解析を実現します。

本記事では、車体の底にある燃料タンクと路面の接触例を示します。使用したデータはこちら（モデル・結果）。

接触モードの予測計算

モデル：MS_tank_cms_predict.mdl

まずは、接触モードの予測計算を行います。

通常のCMS弾性体をFlexPrepで作成します（01_cms/tank_flex.h3d）。

MotionViewにてタンクのボディを弾性体として、先に作成したCMS弾性体のh3dファイルを読み込みます。

タンクのCMS弾性体と路面のBump間に接触を定義します。

弾性体の場合は、選択するグラフィックはありません。弾性体のシェル・ソリッドすべてが接触対象です。

剛体の場合は、接触するグラフィックを選択します。今回はBumpのグラフィックを選択します。

これで、弾性体と剛体の接触が可能となります。弾性体vs弾性体、弾性体vs剛体、剛体vs剛体すべての組み合わせが可能です。

タンクの弾性体ボディを再び選択し、Generate contact loadsetsにチェックを入れ、Loadset file:で書き出し先ファイルを指定します。

（2022.2で不具合があり、あらかじめ.lsfファイルを作成しておいて、そのファイルを選択する必要があります。）

これで、弾性体接触解析を行うと、.lsfファイルに接触荷重の情報が書き出されます。これを用いて、再度CMS弾性体を作成することで、接触モードを含むCMS弾性体を作成できます。

オフラインで計算を実行します。

弾性体のタンクとBumpが接触する様子が計算されますが、発生する応力はタンクの固有モードが励起されるような分布しか生じません。

接触モードを考慮した弾性体の作成

接触時の応力分布が正しく計算されるよう、接触モードを考慮したCMS弾性体を作成します（01_cms/tank_flex_contact.h3d）。

FlexPrepのComponent Mode Synthesis type:でCraig-Chang-Contact法を選択します。

追加メニューのInclude contact modes at rigidified nodes:が表示されますので、Include predicted contact loadsets:で先の計算で出力された.lsfファイルを指定します。

接触モードを考慮した弾性体接触解析

モデル：MS_tank_cms_contact.mdl

MotionViewにてタンクのボディの弾性体h3dファイル（tank_flex.h3d）を新しく作成したtank_flex_contact.h3dに変更します。

オフラインで計算を実行します。

弾性体のタンクとBumpが接触する様子が計算され、接触に応じた応力分布が生じます。

まとめ

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