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なぜかすごい初期干渉が起きてしまう例題と回避方法

OptiStruct の接触 (CONTACT カード) を使っていると、なぜか、ふいに、ものすごい初期干渉として判定されてしまう時があります。

今回は、ものすごい初期干渉をしてしまうモデルを一つ提示し、なぜそうなってしまったのか、どういう回避方法があるのか、といったところを示します。

ダウンロード:

このように２枚のシェル要素が重なっているモデルです。厚みがありすぎて初期干渉しているわけではありません。両方の板厚は 1mm で、隙間も 1mm あります。

HyperMesh で立体表示させるとちょうどつらつらです。

このモデルを実行すると、時刻 0 でとんでもない桁の接触力を見ることになります。単位系は ton, mm, s、シェル要素の材料は鉄で E=210000MPa で 10x10x1mm の板ですから、多少の誤差で初期判定になったとしても 2.0x10^8 N というのは異常です。

このモデルは次のような接触定義がされています。ここで注目は、ついつい MORIENT という謎の項目に NORM が入ってしまっていることです。

MORIENT=NORM とある場合、下の茶色の要素面は、法線方向をずっと見ていて、青い節点が近づいてきたら接触と判定するようになっています。

(この文章からは少し想像しにくいですが)

一見よさそうですが、実は、このモデル、要素面は、こちらを向いています。つまり、茶色の要素面は、ずっと何もない方を見ているのです。

下の茶色の要素からすると、青い節点は、いつの間にか自分の目をすり抜けて、後ろまで行ってしまっている節点ですので、初めからすでに深く侵入されている、という扱いになります。

これが、すごい桁の接触力が出た理由です。

では、回避方法を２個示します。アイデアだけ伝えるので、ご自身で回避できるか確かめてみてください。

先ほどのモデルでは MORIENT=NORM となっていましたが、OPENGAP に変えます。

こちらの文章はわかりやすいですが、OPENGAP にしておくと、メッシュの状態で、開いているものとみなします。要素の法線の向きは関係なくなります。

ですので、MORIENT=OPENGAP とすると、このモデルの初期干渉はなくなります。

自動接触でも同じように、初期干渉とは判定されません。定義が圧倒的に楽です。試してみてください。