CAE

<伝熱解析と接触問題>

# No.6174 #　2003年11月22日 # hope #
夏頃にこちらで、表記の件で相談させてもらったhopeです。
その際は、皆さんのアドバイス等いただきありがとうございました。
この解析ですが、実はえんえんとその後も続いていまして、今回ようやく上の方に中間報告できました。
この場でいえることは限られてますが、結果からいうと「伝熱工学資料」に基づいて評価すると少なくとも自分が対象とした構造では結構いい結果が得られました。
最も重要なのはその解析結果評価であって、こちらのほうがかなりてこずりました。
結構、知人や伝熱解析経験者にもあたったんですが、みな知識としては知っていても実際に(厳密に)やったことのある人がほとんどいなくて解析結果がどの程度に妥当なのかというのは最後まで議論のまとでした。
この辺はまだまだ実務では難しい領域なのかもしれません(専門に研究されている方はいらっしゃるようです)。

追:今回の学んだ教訓など
結局、解析というのはソルバーという巨大な電卓を使って理論的な評価をするのであって、実現象を完全に再現させることだけを目的としているわけでない。
昔の手計算的な評価とある意味、レベルは同じもの。ただし現場サイドの人間は、実験と合わなければ解析には意味がないという意見が多数。
このギャップをうめるにはどうしたものか

# No.6175 #　2003年11月22日 # MarcUser #
こんにちわhopeさん。

> 結局、解析というのはソルバーという巨大な電卓を使って理論的な評価をするのであって、
> 実現象を完全に再現させることだけを目的としているわけでない。

手計算も数値解析も基本は同じ理論をベースにしています(例えば伝熱問題であれば、フ
ーリエ則)。ですから同じものという認識は全くもってその通りです。むしろ伝熱計算の
世界ではある種の実験式近似が有効ですので、数値解析よりも伝熱工学資料の方が役に立
つ場合もまだまだあります。
数値解析が効果を発するものは以下のような場合です。
・形状が複雑で手計算では解けない。
・条件が時間や温度によって変化し、それが微分や積分可能な数式で表せない。
現実のものはそれなりに複雑な形状ですので、数値解析は有効となります。

何でもかんでも数値解析がいいというわけではありません。むしろ手計算の方が
いい場合もあります。例えば単純な問題で「境界条件が決まっていて、円管の内面
温度をある値にする。」というような場合、理論解によって温度が管の肉厚の関数
で表すことができれば、この関数を肉厚について解き、目的の温度にするような肉
厚は一発で求まります。これを解析でやれば、いろいろ肉厚を変えて、何度も計算
して、ようやく目的の温度を得るために肉厚が決まるということです。

肉厚をきめて温度を求める行為を「解析」。ANALYSIS
目的の温度を得るために肉厚を求める行為を「設計」。DESIGN/SYNTHESYS
というのではないでしょうか。
コンピュータが得意とするのはANALYSIS。我々がしなくてはいけないは
SYNTHESYSということで、実は全く別の方向のベクトルとなるわけなのですが、
残念ながらCAEという言葉の中でこれらの区別をしっかりしている記述は少ないと
思います。Aの「Aided」はあくまでも「Computerによる解析」が人間による「設
計=Engineering」を「助ける」ということです。CAEの導入前も導入後も人間の
考えるべきことはかわりません。この意味で「巨大な電卓」の表現は正しいと思い
ます。

数値解析の利点は
・複雑な問題が解ける。
・実験しなくてもよい。
・膨大な情報量(実測不可能な内部情報と時系列の中間情報)。
の三点です。三つ目の「膨大な情報量を読み解き、設計に活かす」というのが、CAE時代
の設計者に要求される能力ではないかと思います。

かなり脱線してしまいましたが、hopeさんの抱えた疑問や問題は非常に大切な内容と
思います。

# No.6177 #　2003年11月22日 # MarcUser #
スペル間違いました。。。。
誤:Synthesys
正:Synthesis
です。
(編集担当：ピピ 2003/11/24)

<Marc 2001 自重接触解析について>

# No.6059 #　2003年11月5日 # sky #
はじめまして。
自重を用いて接触解析を行いたいのですが形状がうまく接触しません。
設定は以下のように行っております。

形状①・・・自重をかけて動かす形状
形状②・・・接触する形状
(形状②の上に形状①がある状態です)

形状①に自重をかけ、形状②に接触させる解析を行いたい。
形状①にGRAVITY LOADで自重をかけています。
形状②の最下部を全拘束しています。

MATERIAL PROPERTIES
形状①・・・ヤング率 21000　ポアソン比0.3
形状②・・・ムーニィ材　C10=144.3E-04　C01=36.08E-04
　　　　 (ゴムのような物質にしたいと考えております)

CONTACT
形状①、②ともにDEFORMABLEで設定しています。

JOBS
LARGE DISPLACEMENT・・・ON

接触させず、ある一つの形状に対して自重をかけると
解析は流れました(形状の半分を全拘束しています)。

接触させない場合は流れるので接触でも流れると思うのですが
接触解析になるとCONTACT以外に何か別の設定が必要となるのでしょうか?

宜しくお願い致します。

# No.6060 #　2003年11月5日 # ハッピー #
> 自重を用いて接触解析を行いたいのですが形状がうまく接触しません。
by skyさん

どのように「うまく接触しない」のか、書かれた方がRESはつきやすいと思いますよ。
全く形状①が動かないのか、貫通しちゃうのか、形状が壊れてしまうとか
あと、WarningやErrorメッセージが出ているはずですよね?

# No.6063 #　2003年11月6日 # sky #
> > 自重を用いて接触解析を行いたいのですが形状がうまく接触しません。
> by skyさん
>
> どのように「うまく接触しない」のか、書かれた方がRESはつきやすいと思いますよ。
> 全く形状①が動かないのか、貫通しちゃうのか、形状が壊れてしまうとか
> あと、WarningやErrorメッセージが出ているはずですよね?

ハッピーさん

ありがとうございます。

形状①については全く動かない状態です。
Stepを増やした場合(2以上)だと
1Stepの場合は形状が壊れてしまいます。
2Step以降だとまったく動きません。

どちらの場合においても解析終了番号は3004となります。

説明が不十分で申し訳ありません。

# No.6085 #　2003年11月8日 # ハッピー #
> > > 自重を用いて接触解析を行いたいのですが形状がうまく接触しません。
> 形状①については全く動かない状態です。
> Stepを増やした場合(2以上)だと
> 1Stepの場合は形状が壊れてしまいます。
> 2Step以降だとまったく動きません。
>
> どちらの場合においても解析終了番号は3004となります。
by skyさん

「1Stepで壊れた形状が、そのまま動かずじっとしている」という意味?
それとも、ここで言われる1Stepと2Stepは、別個の計算ですか?
対象を具体的に書かれた方が良いと思います。
形状①は最初から形状②の上に乗っているのでしょうか?
或いは、形状①は形状②と離れていて安定的に固定されていて、自重が掛かるとたわんで
形状②に接触するのでしょうか?　軸受けと軸の接触とか、具体的イメージもあればBetterと思います。

# No.6091 #　2003年11月10日 # sky #
> 「1Stepで壊れた形状が、そのまま動かずじっとしている」という意味?
> それとも、ここで言われる1Stepと2Stepは、別個の計算ですか?
> 対象を具体的に書かれた方が良いと思います。
> 形状①は最初から形状②の上に乗っているのでしょうか?
> 或いは、形状①は形状②と離れていて安定的に固定されていて、自重が掛かるとたわんで
> 形状②に接触するのでしょうか?　軸受けと軸の接触とか、具体的イメージもあればBetterと思います。

返信、ありがとうございます。

1Stepと2Stepは別個の計算です。

形状①は形状②の上に離れてありますが、
2つの形状はかなり近づいた位置にあります。

自重をかけると形状自体にまったく変化はありません。

形状①に自重をかけると、形状①が変形せず形状②に接触し、
形状②が変形するといった解析を行いたいと思っています。

宜しくお願いします。

# No.6112 #　2003年11月12日 # ハッピー #
>形状①については全く動かない状態です。
>Stepを増やした場合(2以上)だと
>1Stepの場合は形状が壊れてしまいます。
>2Step以降だとまったく動きません。
>
>どちらの場合においても解析終了番号は3004となります。
>
> 1Stepと2Stepは別個の計算です。
>
> 形状①は形状②の上に離れてありますが、
> 2つの形状はかなり近づいた位置にあります。
>
> 自重をかけると形状自体にまったく変化はありません。
>
> 形状①に自重をかけると、形状①が変形せず形状②に接触し、
> 形状②が変形するといった解析を行いたいと思っています。
by skyさん

こちらも、済んだ話かも知れませんが、
まだ、状況が理解できてません(^^;;

1Stepと2Stepが別個の計算とありますが、それぞれどういう計算なのでしょう?
「自重をかけると形状自体にまったく変化はありません」は、skyさんが狙っておられる
状況でしょうか?　それとも計算した結果「変化がなく」困っているということ?
それと「形状①が変形せず形状②に接触」するというのは、どういうこと?　
形状①は宙に浮いているのか、バネで吊っているのか、形状①は剛体なのか....
1Stepと2Stepが別個の計算とありますが、それぞれどういう計算なのでしょう?
(編集担当：ピピ 2003/11/24)

<Marc2001接触解析について>

# No.6058 #　2003年11月4日 # はいじ #
初めて投稿いたしますはいじです.私は石造アーチ橋のアーチの部分の解析を
しているのですが,摩擦がうまく働きません.石間のタイイングには
ばねを使っていますが,正しいばねのつけ方を教えてください.
また,摩擦の正しいかけ方を教えてください.
LINKSにおける設定は次のとおりです.
石間の接触面の互い4点にばねをつないでいます.
LINKS SPRING/DASHPOTS
TYPE FIXED DOF
PROPERTIES STIFFNESS 145(tf/m2です)
DOF 2

CONTACTにおける定義は次のとおりです.
CONTACT
BODY
DEFORMABLE 入力なし
TABLE
TOUCHING
AUTOMATIC
DISTANCE TOLERANCE 0.01
FRICTION COEFICIENT 0.01

JOBにおけるCONTACTの定義
MECHANICAL ANALYSIS CLASS
STICK-SLIP 特に書き換えなし
ADVANCED CONTACT CONTROL
CONTACT DETECTION
DISTANCE TORERANCE 0.01
DISTANCE TORELANCE BIAS 0.99
PENETRATION CHECK PER ITERATION

# No.6061 #　2003年11月5日 # ハッピー #
> 初めて投稿いたしますはいじです.私は石造アーチ橋のアーチの部分の解析を
> しているのですが,摩擦がうまく働きません.石間のタイイングには
> ばねを使っていますが,正しいばねのつけ方を教えてください.
> また,摩擦の正しいかけ方を教えてください.
by はいじさん

やはり、どのように「摩擦がうまく働かないのか」説明された方が良いですよ。
ばねも同じです。
摩擦係数=0,01って、石と石の摩擦を考えると小さいような気もするのですが、これは良いんですね?

# No.6079 #　2003年11月6日 # はいじ #
はっぴーさん、返信ありがとうございます。
摩擦は、2ブロックをずらす解析(強制変位)において、ひとつのブロックが
もうひとつのブロックの接点を超えると摩擦面における摩擦力が0になってしまったり、
接触面以外に摩擦力が働いたりします。また、摩擦係数は0.1でした。。。

# No.6087 #　2003年11月9日 # ハッピー #
> 摩擦は、2ブロックをずらす解析(強制変位)において、ひとつのブロックが
> もうひとつのブロックの接点を超えると摩擦面における摩擦力が0になってしまったり、
> 接触面以外に摩擦力が働いたりします。また、摩擦係数は0.1でした。。。
by はいじさん

イメージが今一つかめないです

AAABBBCCC
AAABBBCCC
DDDEEEFFF←
DDDEEEFFF←

という状態から

AAABBBCCC
AAABBBCCC
EEEFFF←
EEEFFF←

になったときに、A,Bの下面の摩擦がゼロになって、Cの下面に
摩擦が働くというような状況ですか?

「ゼロ」というのは、完全なゼロでしょうか?
「接触面以外の摩擦力」は、微小な量ではなく有意な値でしょうか?

# No.6095 #　2003年11月10日 # はいじ #
ハッピーさんお忙しいところ、本当にありがとうございました。
何度か条件を変えてまわしてみたところ、やはり境界条件の理由で
うまくいっていないことがわかりました。
また、わからないことが多々出てくると思うので、その時はよろしく
お願いいたします。
(編集担当：ピピ 2003/11/24)

<接触についての質問>

# No.6000 #　2003年10月20日 # シロ #
　どうも,はじめまして.シロといいます.学生で研究でNastranを使っている初心者です.
質問があります.どなたかおしえてください.
　
解析したいモデルは,ギザギザになった面同士を噛み合わさせてそれにボルトの締結力+他
の外力を作用させた場合の合わせ面の応力分布です.図にするとこんな感じです.
　　　　　　荷重
↓ 　↓ ↓
| |
|_　　　　　　　　　　　　_|
_＼/＼/＼/＼/＼/＼/_　←面同士を接触させる.
| ＼/＼/＼/＼/＼/＼/ |
| |
△　　　　　△　　　　　　△
　　　　　　拘束

モデルは二次元です.いきなりこれを解析するのは難しそうだったので,練習としてこれの山
と谷が1セットの場合のものをためしてみました.ギャップ要素で接触する面同士をつないで
解析してみたのですが,非現実的な結果(10E5というオーダーの変位)がで手きてしまいました
原因を考えてみても勉強不足で良くわかりませんでした.どなたかギャップ要素を使うとき陥り
やすいミスや気をつけること,もしできたら推測される原因を教えてください.
　あともう2つ質問なんですが,接触問題を解くために,ギャップ要素のほかにスライドライン
接触というのがあるらしいのですが,この2つの利用用途の違いを教えてください.
　もう一つはごく初歩的な質問で恥ずかしいのですが,今回みたいな二次元問題を考えるとき使
う要素は,普通のシェル要素でいいのですか?
　よろしくお願いします.

# No.6009 #　2003年10月20日 # ハッピー #
> モデルは二次元です.いきなりこれを解析するのは難しそうだったので,練習としてこれの山
> と谷が1セットの場合のものをためしてみました.ギャップ要素で接触する面同士をつないで
> 解析してみたのですが,非現実的な結果(10E5というオーダーの変位)がで手きてしまいました
by シロさん

NastranのGap要素は10年以上使っていない(使う気に...)ので全く怪しいのですが。
突き抜ける剛体運動が生じている、ということでしょうか?
Gap要素は、考慮する自由度(Ux又はUy)を指定するんでしたっけ?　とすると、これを間違えると
すり抜けるかも。

> 　あともう2つ質問なんですが,接触問題を解くために,ギャップ要素のほかにスライドライン
> 接触というのがあるらしいのですが,

Gap要素が古くて、後から考案されたのがスライドライン。Gapは相対する節点が1対1で対応して
いる(ようにメッシュを切った場合)で、スライドラインは向き合う面のメッシュが食い違って
いてもOKなので、メッシュ切りの面で気楽です。また、変形の途中で面と面が大きく滑る場合も
カバーできる。
但し、スライドラインでは相対するメッシュ分割によっては、食い込んでしまう不合理が発生する
場合があるのとGapより計算時間は食うでしょうね。

> 　もう一つはごく初歩的な質問で恥ずかしいのですが,今回みたいな二次元問題を考えるとき使
> う要素は,普通のシェル要素でいいのですか?

多くのソフトではシェル要素とは別に2次元要素がありますが、NastranではCQUAD(シェル要素)が
2D問題もカバーするので、それで良いですよ。
3D要素ですから全節点をZ拘束する必要がありましたよね(うろ覚えです)

# No.6017 #　2003年10月21日 # ふじた #
>ギャップ要素を使うとき陥りやすいミスや気をつけること
by シロさん

よくGAP要素を使ってた頃(未だに使うこともありますが。汗)、
注意していたのはGAPの方向付けでした。
ハッピーさんご指摘の通り、これを間違えると貫通しちゃいますよ。

方向付け(要素座標系のX)はデフォルトがGA→GBの向きになります。
(同一座標点をつなぐ時は局所座標系を定義し参照)
PGAPカードで定義するKA(=閉じた時の剛性)がUa-Ub>U0(初期開き)の時に
逆の場合にKB(=開いた時の剛性)がききますので、
下図の場合では上側の節点をGB、下側をGAとしてて、
KBが1.0e-10になってたりすると貫通してしまうということですね。

でも、今回の例では一山がもし3節点だと、上側はどっかで図の横方向は
拘束してないとぶっ飛んじゃうような気がしますが如何でしょうか?

# No.6024 #　2003年10月25日 # シロ #
　ハッピーさん,ふじたさん,ありがとうございました.
どうやら御指摘があったように拘束が足りていないよう
でした.何とか結果が得られたので次に挑戦してみたい
と思います.
(編集担当：ピピ 2003/11/24)

<ANSYSの接触問題について>

# No.5691 #　2003年8月4日 # fanta #
ANSYS/University high option RELEASE 5.6　を使用しています。
Shell93、Contac49を使って接触(静的)を定義しようとしていますがどうしてもうまくいきません。
具体的に言うと、弾性体同士というか、き裂が入っている物体のき裂面同士が重ならないようにしたいです。
GCGENコマンドにおけるコンタクト面とターゲット面の定義が間違っているのでしょうか?
CONTACコマンドの使用法もイマイチ理解できていないので、基本的な流れをどなたか教えていただけないでしょうか。
ANSYSコミュニティーの方にも書き込みさせていただきましたが、早急に知りたいのでこちらにも書き込みさせて頂きます。
どうぞよろしくお願いいたします。
(編集担当：ピピ 2003/11/24)

<ABAQUSの接触について>

# No.5686 #　2003年8月2日 # PLY #
こんにちはPLYと申します。
今ABAQUSの接触問題にチャレンジしているのですが、
接触を入れると流れなくなって困っています。

幅(Y)は15.0mm長さ(X)50.0mm厚さ(Z)1.0の板が2個重なっています。
要素はSOLID(C3D8)を使用。
材料は一般的な線形材、
上側板の上面をX,Y,Z,拘束、
下側板の片方の端(狭い方)をX,Y,Z,拘束、
下側板の拘束側から遠いところの下面に強制変位を上(+Z)方向に強制変位を与える。
こんな簡単な計算なのですが?

接触面上のMASTER側節点とSLAVE側節点が同じ位置で
SMALL_SLIDNGのみでは、
TOO_MANY_ATTEMPS で落ちる。

接触面上のMASTER側節点とSLAVE側節点間にわずかな隙間を設けて、
SMALL_SLIDNGのみでは、
流れる。

接触面上のMASTER側節点とSLAVE側節点間にわずかな隙間を設けて、
SMALL_SLIDNGとADJUSTでは、
TOO_MANY_ATTEMPS で落ちる。

初期状態で既に接触している状態から計算を行ないたいのですが
何か良い方法はないでしょうか?
ご存知の方がおりましたら教えて下さい。宜しくお願いすます。

# No.5688 #　2003年8月3日 # ハッピー #
> 接触面上のMASTER側節点とSLAVE側節点間にわずかな隙間を設けて、
> SMALL_SLIDNGとADJUSTでは、
> TOO_MANY_ATTEMPS で落ちる。
>
> 初期状態で既に接触している状態から計算を行ないたいのですが
by PLYさん

ABAQUSはしばらくご無沙汰してますので、怪しいのですが
「ADJUST」は、ContactPair, Tied　つまり結合する時に使うんじゃなかったでしたっけ?
初期状態で接触させるためにわずかに座標をずらした上で「*Clearance」コマンドで、
間隙をゼロにして解析した記憶があります。

#座標を一致させてしまうと、数値誤差もあって「突き抜けている」と判断されて
接触判定できない恐れがあります。
マスター面から法線方向に見て前方に見えるスレーブ点と接触判定をするわけですが
そのスレーブ点が背後(マスター側の内部)にいると見つけられませんから。

# No.5690 #　2003年8月4日 # よし☆三 #
>初期状態で既に接触している状態から計算を行ないたいのですが
>何か良い方法はないでしょうか?
> by PLYさん

通常ギャップゼロから計算を行った方が明らかに計算が安定する
はずです.なぜなら,荷重変位関係が線形となるからです.
たぶん,PLYさんのトラブルは接触の位置関係の問題でなく
初期増分の問題だと思います.モデルは変位制御されている
モデルであるので,デフォルト通りに変位量の5%を初期変位
として計算するには無理があるのだと思います.
下記のように,たぶん0.1%ぐらいに下げれば良いのでは
ないでしょうか.参考にしてください.

*static
0.001,1.0

# No.5727 #　2003年8月21日 # PLY #
少し前(8月上旬)のお話の続きですが、
コメントいただきありがとうございます。

> >初期状態で既に接触している状態から計算を行ないたいのですが
> >何か良い方法はないでしょうか?
> > by PLYさん
>
> 通常ギャップゼロから計算を行った方が明らかに計算が安定する
> はずです.なぜなら,荷重変位関係が線形となるからです.

そうですよね、私もそう思っていました、が、流れない??

> たぶん,PLYさんのトラブルは接触の位置関係の問題でなく
> 初期増分の問題だと思います.モデルは変位制御されている
> モデルであるので,デフォルト通りに変位量の5%を初期変位
> として計算するには無理があるのだと思います.
> 下記のように,たぶん0.1%ぐらいに下げれば良いのでは
> ないでしょうか.参考にしてください.
>
> *static
> 0.001,1.0

*STATICのパラメーターも色々と(闇雲に?)いじってみたのですがだめですね。

MSGファイルに何か手がかりが無いかと思って眺めているのですが
何処をどう見たら良いのか、何かヒントはないでしょうか??

# No.5735 #　2003年8月22日 # よし☆三 #
>> *static
>> 0.001,1.0
>
>*STATICのパラメーターも色々と(闇雲に?)いじってみたのですがだめですね。
>
>MSGファイルに何か手がかりが無いかと思って眺めているのですが
>何処をどう見たら良いのか、何かヒントはないでしょうか??

初期増分は強制変位量と構造の剛性に依存してるので,値はもう少し下げ
なければならないかもしれませんが,確認したいことはモデルを接触
させたときに剛体運動が起こらないようなっているかどうかです.
例えば摩擦が入ってなく,すべる,回転するなどの現象が起こって
ませんか? 場合によっては,確実に接触しつづける節点を強制変位すると
いうこと手を使う必要もあるかも,,,

計算されたMSGは,カットバックが何度か入り許容最小増分以下に
なったか,カットバックの回数が許容回数を超えたかで停止した
のではないかと思っていますがどうでしょうか?

MSGの見方は,最後に行われた処理(SDIかEQI)とその処理が
どのような原因で停止したか? そして,それに至った経緯を
確認することが最初でしょうね.
これらは,MSGファイルの後ろから読んでいけばよいと思います.
SDIならどの場所か? 個数は収束していってるか?
EQIならどの場所か? 残差は収束していってるか?
それらを急激に変化させる割りこんだカットバックがあるか?
または,それがなぜ行われたか?

こんなところに注目すればよいと思います.
**NOTE **WARNINGは良い情報を与えます.

また,場合によってはファイルの最初の部分の経緯も
構造の安定性を示す情報となります.
(編集担当：ピピ 2003/11/24)

<伝熱解析と接触問題についてご教示下さい>

# No.5650 #　2003年7月24日 # hope #
今、ABAQUSを用いた非定常伝熱解析(伝熱は初めて)をしています。
対象構造がアルマイト台座(解析ではアルミ扱い)の上に小さいアルミ板を治具で固定した状態でアルミ板側の温度変化を調べています。アルミ板はずれないように上からある程度の力で押せてありモデル上では材質や温度条件は異なっても要素的には連続としています。この状態で実験との比較・整合性を取ろうと表面の熱伝達係数(1-250W/m2・度　空気の強制対流なし)を調整しているんですが、どうにも実験に比べて解析の方が温度変化が大きくうまくいきません。そこでよくよく考えると台座と試験板の平面度はそれぞれ0.08と0.2程度なので実際は面が完全接触せずに空気による隙間によって断熱されているのではないかと考えるようになりました。ABAQUSでは界面で熱伝達のやりとりすることもできるので、係数を実験値にあうように設定すれば整合性はとれそうなのです。ただしこれは解析値を実験値に近づけることができるだけで実際の物理現象を再現できているかどうかが判断できません。たとえば平面度がどれだけあれば面は完全に一体としてみなせるかなどが良くわかりませんでした。これについて何か情報なり見識などあればお教えていただけると助かりますのでよろしくお願いします。

# No.5651 # 　2003年7月25日 # ピピ #
> どうにも実験に比べて解析の方が温度変化が大きくうまくいきません。
> 実際は面が完全接触せずに空気による隙間によって断熱されているのではないか
by hopeさん

お察しの通り、境界面をミクロ的に見ると、直接固体同士が接触している部分だけでなく、
空気・水分などを挟んだ空間の部分が混在しているため、それらをマクロ的にまとめた、
総括熱伝達係数で考えると、hopeさんの仮定と比べて、熱流束が小さくなりますね。

それだけじゃなく、境界において温度の不連続性が生じているように見えるので、
「接触熱抵抗」と呼んでますね。

> 係数を実験値にあうように設定すれば整合性はとれそうなのです。
> ただしこれは解析値を実験値に近づけることができるだけで実際の物理現象を

実際の物理現象って言っても、表面粗さまで考慮したFEモデルなんて、作れませんよね。
そしたら、その部分は実験値　or　KKD(勘・経験・度胸)で決めるしか無いと思います。

とりあえず、「伝熱工学資料」を参考にされたら如何でしょう。

# No.5652 #　2003年7月25日 # dan #
> 今、ABAQUSを用いた非定常伝熱解析(伝熱は初めて)をしています。

まずは定常伝熱解析から始めてみてはいかがでしょうか。
そこで接触熱抵抗他のモデルの妥当性を検証してからのほうが
早く結論が見えてくると思います。

# No.5655 #　2003年7月25日 # hope #
hopeです。ピピ様、dan様アドバイスありがとうございました。それと返事が遅れ申し訳ありませんでした。

伝熱工学資料については、もう一度倉庫を探してみると何故か昔の図集の中に混ざっているのを発見でき早速参考にさせていただきました。P31あたりに詳細と伝達係数の参考式(あくまで参考)がありこれに適当な値を入力したものを解析モデルに反映すると実験と傾向にかなり近づく結果が得られました。まだ最大値で5%程度の差があり要求レベルが1%なのでもう少しすり合わせは必要ではありますが、昨日から多いに進歩できたことに感動しています。またdan様の言われるようにその状態の定常解析をやってみると理解しやすくなりました。ちょっとずつですが理解の進行度が進んでいます。

とはいえまだまだ検討して良く理解、納得しないと”度胸”がある状態では相手にはレポートは出せませんが。”経験””勘”という言葉は、短いながらCAEをやってきた身としては何か実感がわく言葉のような気がします。

# No.5656 #　2003年7月26日 # ピピ #
> まだ最大値で5%程度の差があり要求レベルが1%なのでもう少しすり合わせは必要
> とはいえまだまだ検討して良く理解、納得しないと”度胸”がある状態では相手に
> はレポートは出せませんが。
by hopeさん

この解析って、±1%の精度を追求して意味があるかな～?
hopeさんの最初の書き込みでは、幾何公差である平面度が0.08と0.2(mm)
ということで、しかも片側はアルマイト皮膜があり、さらに上から荷重を
掛けている。

この状態で、±1%を議論できるような実験データが得られてますか?
アルミ板を固定する位置、角度、荷重などを少し変えただけで、測定値
が変わってしまうなんてことは、無いですか?

それと、非定常熱伝導の温度データは、どのように測定されていますか?
本当に非定常現象を±1%以下の精度で把握できていますか?

厳密な話をするのなら、幾何公差のレベルではなく、表面粗さレベルでの
再現性が必要となるはずです(現実的に不可能ですけど)。
表面粗さは、単純にRaでは意味が無く、三次元表面粗さ計で測定して、
空間周波数なども把握しておきたいですね。

それから、アルマイト皮膜の熱伝導率と厚みなどを、把握されてますか?
さらに、経時の形状・状態変化も考慮する必要あるかも。

解析の目的に対して、±1%を追求することが必要なのか。
本当に必要だとしたら、再現性を持たせるために、どのような設計条件を
与える必要があるのか。
そこまで考えないと、解析の意味が出てこないかもしれません。

身近なところだと、CPUクーラの冷却効率を高めるために、グリスを薄く塗布
して、空気層を排除するって事実は、ヒントになりませんかね～。

土曜の朝から、おせっかいでした。

# No.5657 #　2003年7月26日 # hope #
ピピ様　レスありがとうございました。
当方のことについて、もう少し詳しく書きますと、アルマイト台座は固定で、アルミ板の寸法大小2サイズのものを、計測しており内、大きい方は熱量2ケースを与えています。
実際には他の寸法や熱量ケースを色々試したいのですがそれを実験でなく解析で行をうとしてます。やり方として当初考えていたのはアルミ板の小さい方で空気の伝達係数を調整して温度が一致するようにしたそのデータで残りの2ケースの解析でも良い精度で一致すればいいのかと思ってました。
先のコメントの5%とというのは最初のすり合わせ時の差で、求められている許容誤差1%は後者の方です。1%(温度のして2-3度)というのは自分もこの話を聞いたときにはそこまで求める必要性の疑問は感じたのですが、これより差が大きいと目的に適わないとのことです(すみませんが機密っぽいのであまり詳しく書けません)。

当初、設計パラメータになかった接触が入ってきたので、単に空気のパラメータ代わりにこれを調整しようと考えてはいたんですがね・・・
実験結果のある3ケースは微妙に結果が違うのですが、それは形状や与える熱量に原因があると考えていましたが、ピピ様が言われるように実際は測定誤差や接触の条件による差かもしれないです。また皮膜も無視している状態です。それに関しては週が明けてからもう一度検討しようと思います。

ただ一番いい方法は、ピピ様がいわれるように空気層を排除する方法かもしれません。自分も空気による断熱かな?と思ったときに考えていたんですが、それはあくまで解析の整合性の確認のためでした。逆に物自体をそういうふうにできないかも検討してみようと思います。

休みにも関わらず助言ありがとうございました。

# No.5659 #　2003年7月28日 # dan #
> 先のコメントの5%とというのは最初のすり合わせ時の差で、求められている許容誤差1%は後者の方です。1%(温度のして2-3度)というのは自分もこの話を聞いたときにはそこまで求める必要性の疑問は感じたのですが、これより差が大きいと目的に適わないとのことです(すみませんが機密っぽいのであまり詳しく書けません)。

1%なんて言われると、解析担当に対する嫌がらせとしか思えませんが・・・
ABAQUSって、熱流体の機能はなかったですよね?
モノの形状とかしっかり把握してるわけではないので思い込みも入りますが、
所詮ABAQUSで熱伝達係数設定している以上、ある意味「嘘」が必ず入っている
わけで、「正解」を求めようなんてことがどだい無理だと思います
(ABAQUSが悪いソフトだと言っているわけではありませんし、熱流体のできる
ソフトでやれば正解が必ず出てくる、ってわけでもないです)。
実験と解析との比較で、解析が実験(現象)を比較的よく再現できていることを
確認したら、あとは実験していないケースについて解析してどのケースが
最も目的にそった設計なのかを確認する、というのが無理のないストーリーだと
思います。

ってことを説明できるといいのですが、なかなか納得してくれない人も
多いんですよねえ・・・

# No.5660 #　2003年7月28日 # よし☆三 #
>先のコメントの5%とというのは最初のすり合わせ時の差で、
>求められている許容誤差1%は後者の方です。1%(温度にして2-3度)
>というのは自分もこの話を聞いたときにはそこまで求める必要性の
>疑問は感じたのですが、これより差が大きいと目的に適わないとの
>ことです by　dan さん

1%と聞くとかなり難しそうですが,2-3度と聞くとそうでも
ないような感じもしますが,ABAQUSで非接合であれば
接触圧と熱抵抗の関係を入力することや,少なくても
対面部(隙)の輻射の影響を考慮することも考えなければ
ならないかもしれませんね.,,,
(参考まで)

# No.5663 #　2003年7月28日 # ハッピー #
> 先のコメントの5%とというのは最初のすり合わせ時の差で、求められている
>許容誤差1%は後者の方です。1%(温度のして2-3度)
by hopeさん

温度の場合、精度評価は気をつけた方が良いので蛇足ながら。
例えば、
雰囲気温度がCold 950度、Hot 1200度で、得られた温度が1010～1150度の場合に
Cold側測定値が1000度の場合(誤差10度)に、10/1000=1%としては、おかしいですね。
(編集担当：ピピ 2003/11/24)

<Marcでの接触解析について>

# No.5216 #　2003年5月19日 # Marcn #
はじめまして,Marcnと申します。
最近Marcを使い始めたのですが,接触解析についてどうしてもわからない点
がありまして,書き込みしました。

硬さ試験のような圧子を金属試料へ押込む解析を行っています,
圧子を剛体にし,その剛体を荷重制御をすると,圧子が変形体に刺さったり
境界条件を無視した動きをし始めます。境界条件を無視するというのが最も
困っています。なぜこのようなことが起こるんでしょうか?

圧子は完全な三角形にしているのですが,鋭角なものは押込みの解析に適し
ていないのでしょうか?

ご存知の方がいたら宜しくお願いします。

# No.5218 #　2003年5月20日 # ハッピー #
> 圧子を剛体にし,その剛体を荷重制御をすると,圧子が変形体に刺さったり
> 境界条件を無視した動きをし始めます。境界条件を無視するというのが最も
> 困っています。なぜこのようなことが起こるんでしょうか?
by Marcnさん

接触解析で、「突き刺さる」「すり抜ける」は本掲示板で、何度も登場しま
したので、右上の検索機能で「接触」で探すと出てきそう。
でも「境界条件を無視する」レッドカードは何故でしょうね?

A+++++B
+++++
++++
+++
++
C
D==========E
===========
F==========G

こういう問題?
どこに、どのような境界条件を与えられたのでしょう?
#圧子が剛体とのことですが、剛体は1つの節点で動きが決まりますから
　その辺が気にならないでもないのですが。

# No.5219 #　2003年5月20日 # いなちゅう #
> はじめまして,Marcnと申します。
> 最近Marcを使い始めたのですが,接触解析についてどうしてもわからない点
> がありまして,書き込みしました。
>
> 硬さ試験のような圧子を金属試料へ押込む解析を行っています,
> 圧子を剛体にし,その剛体を荷重制御をすると,圧子が変形体に刺さったり
> 境界条件を無視した動きをし始めます。境界条件を無視するというのが最も
> 困っています。なぜこのようなことが起こるんでしょうか?
>
> 圧子は完全な三角形にしているのですが,鋭角なものは押込みの解析に適し
> ていないのでしょうか?
>
> ご存知の方がいたら宜しくお願いします。

間違っているかもしれませんが、境界条件の定義タイミングが考えられます。
モデル定義データ内で初期条件として境界条件を定義していないと上記の様に
なるかもしれません。

# No.5220 #　2003年5月20日 # Marcn #
ハッピーさん,ありがとうございます。
説明が不十分で申し訳ありません。

モデルの考え方は円柱に円錐形圧子を押込むというものですので,
ハッピーさんの図のとおりです。
境界条件としては,ハッピーさんの図を使わせていただくと,

A+++++B
+++++
++++
+++
++
C
D==========E
===========
F==========G

変形体はD-F間は水平方向に固定させ,F-G間は垂直方向に固定させています。
剛体は,節点をC点に置いてこれをcontrol nodeとします。この節点に水平
方向の固定,垂直方向への荷重を加えています。
剛体が荷重により押し下げられ,変形体に接触,押込みが起こるという境界
条件を入れているつもりでいます。

この条件で解析を行います。
結果としてはD-F間と剛体は水平方向に移動してしまいます。
特にD点はC-B間のcurveに沿って移動していきます。またF-G間が垂直方向に
移動してしまいます。
理想としては,境界条件のとおりにD-F間は垂直方向のみの変位,F-G間は
変位がない状態になってほしいと考えています。

解析プログラムはMarc2001を使用しています。
他に入力すべきところがあるのでしょうか?

説明が下手で申し訳ありませんが,よろしくお願いします。

# No.5223 #　2003年5月20日 # ハッピー #
> 結果としてはD-F間と剛体は水平方向に移動してしまいます。
> 特にD点はC-B間のcurveに沿って移動していきます。またF-G間が垂直方向に
> 移動してしまいます。
by Marcnさん

なんかバラバラ事件ですね(^^;;
いなちゅうさんご指摘の件は大丈夫ですか?
Model Definition の中で拘束条件を設定されているかどうか。
ここで設定していると、History Definitionでは拘束条件は不要で与えるのは荷重のみです。
あと、剛体ですからControl NodeのC点は回転も拘束する必要がありませんか?

#訳が分らなくなったときは、一旦、接触をやめて下の変形体だけにしてD点を押すような
　単純な問題で拘束条件を確認しましょう。　一歩後退二歩前進です。

# No.5225 #　2003年5月20日 # atmori atmori.info #
> モデルの考え方は円柱に円錐形圧子を押込むというものですので,
すんません、よくわかってないのかもしれませんが、
少なくとも軸対称モデルにしているならば、D点等のX=0の点はどう設定しても
X方向には動きませんよね?

# No.5227 #　2003年5月20日 # Marcn #
いなちゅうさん,ハッピーさん,atmoriさん,
貴重な意見ありがとうございます。

> モデル定義データ内で初期条件として境界条件を定義していないと上記
> の様になるかもしれません。
by いなちゅうさん

> Model Definition の中で拘束条件を設定されているかどうか。
> ここで設定していると、History Definitionでは拘束条件は不要で与える
> のは荷重のみです。
by ハッピーさん

Marc Mentatを使用しているのですが,Boundary Condition内で境界条件をモデ
ルに付与しているのですが,この境界条件のつけ方自体が違うのでしょうか?
自分自身が超初心者なため,Model DefinitionやHistory Definitionとはどこで
定義するものなのかがわかりません(*_*;
せっかくの貴重な意見なのですが活かすことができない状態です。
もうしわけありません。この点について教えていただけないでしょうか?

> 剛体ですからControl NodeのC点は回転も拘束する必要がありませんか?
by ハッピーさん

必要あると思うのですが,この場合はControl Nodeのほかにもう1点,回転を
制御させる節点が必要なんでしょうか?マニュアルをみると,節点を追加しな
ければ回転が起きないようなことが書いてあったのですが・・・。
これは違うのでしょうか?

> 少なくとも軸対称モデルにしているならば、D点等のX=0の点はどう設定しても
> X方向には動きませんよね
by atmoriさん

軸対称モデルにしているつもりで解析を行ったのですが,このようになってしま
いました。

質問ばかりで申し訳ありませんがよろしくお願いします。

# No.5228 #　2003年5月20日 # atmori atmori.info #

円錐だと収束しないです。(そこがEDのメッシュ数の悲しさで)
円錐台にしました。あと軸対称じゃなくて1/4モデルにしました。
1/4にして、分割面を対称境界にしました。こうすれば
モデルが横方向に動くことが防げます。
　まぁあんまり細かいこと書くとツッコミが来るので、そこはそれ、
趣味レーションで(笑)、
要は「1/4対称モデルだとどうでしょうか?」って書きたかっただけです。
↓(93kB)
http://atmori.info/engineer/test/p2.gif

# No.5229 #　2003年5月20日 # いなちゅう #
> Marc Mentatを使用しているのですが,Boundary Condition内で境界条件をモデ
> ルに付与しているのですが,この境界条件のつけ方自体が違うのでしょうか?
> 自分自身が超初心者なため,Model DefinitionやHistory Definitionとはどこで
> 定義するものなのかがわかりません(*_*;
> せっかくの貴重な意見なのですが活かすことができない状態です。
> もうしわけありません。この点について教えていただけないでしょうか?
BoundaryConditionsで設定した条件を、LOADCASES>MECHANICAL>STATIC>LOADSで
選択します。ロードケースを後で作成したのならばデフォルトで選択されているとは
思いますが。
ModelDefinitionにこの条件を既述するには、JOBS>MECHANICAL>INITIAL LOADSで
選択します。これも上記と同様JOBSを後で作成したのならばデフォルトで選択され
ます。
両方とも確実な確認方法は、*.datファイルを開いて見ることです。

> > 少なくとも軸対称モデルにしているならば、D点等のX=0の点はどう設定しても
> > X方向には動きませんよね
> by atmoriさん
>
> 軸対称モデルにしているつもりで解析を行ったのですが,このようになってしま
> いました。
念のために確認ですが、対称軸はX軸にしてますよね?

# No.5230 #　2003年5月20日 # ハッピー #
> > 軸対称モデルにしているつもりで解析を行ったのですが,このようになってしま
> > いました。
> 念のために確認ですが、対称軸はX軸にしてますよね?
by いなちゅうさん

そうそう、いなちゅうさん仰るように、MARCは軸対称モデルの座標が大多数のソフトと
XYとRZの対応が逆です。これを間違えると拘束条件ははちゃめちゃです。
画面で見たときに水平方向(X)がZ軸つまり対称軸です。
「豚の丸焼き」とでも言いましょうか(笑)

# No.5231 #　2003年5月20日 # Marcn #
ハッピーさん,いなちゅうさん,atmoriさん,ありがとうございます。

atmoriさん,解析図ありがとうございます。いま2次元で解析をしていて,
この問題が解決した次の段階で図のようなモデルを使用した解析を行おうと
思っていたので,参考にさせていただきます。

> そうそう、いなちゅうさん仰るように、MARCは軸対称モデルの座標が大多数のソフトと
> XYとRZの対応が逆です。これを間違えると拘束条件ははちゃめちゃです。
> 画面で見たときに水平方向(X)がZ軸つまり対称軸です。
> 「豚の丸焼き」とでも言いましょうか(笑)

座標系,全く考えていませんでした。
XYを直行座標系とすると,RZは円筒座標系と考えればいいのでしょうか?
XYとRZの対応が逆というのはどのような意味なのでしょうか?

「豚の丸焼き」でモデル的にはかなり理解できました。
行っている解析では,デフォルトの状態で前の図のように,モデルを作成し
たため,たぶん対称軸はY軸となっていると思います。
やはり,これが原因でしょうか?

よろしくお願いします。

# No.5232 #　2003年5月20日 # ふじた #
> 座標系,全く考えていませんでした。
> XYを直行座標系とすると,RZは円筒座標系と考えればいいのでしょうか?
> XYとRZの対応が逆というのはどのような意味なのでしょうか?

横レスですが、Marcで下図のまんま解析を行えば、
F-G(画面のX方向)を対称軸とする円柱の曲面?に剛体を押し付けて
しまっています。
D-Fを画面のX方向に向けなければ、意図されている解析は
できていないということですね。

あと蛇足ですが、、ポストファイルを読み込めば、
MENTATで拘束点反力(Reaction force)も確認できますんで、
拘束自由度のそれを一度確かめてみるのも良いかと思います。

# No.5233 #　2003年5月20日 # ピピ #
あんまり楽しそうなので、横レスの横レスです(^_^)

> 横レスですが、Marcで下図のまんま解析を行えば、
> F-G(画面のX方向)を対称軸とする円柱の曲面?に剛体を押し付けて
> しまっています。
> D-Fを画面のX方向に向けなければ、意図されている解析は
> できていないということですね。
by ふじたさん

でもね。そうだとすると、剛体はリング状になるから、剛体だとすると
動かないことになりません?

それに、
> 結果としてはD-F間と剛体は水平方向に移動してしまいます。
> 特にD点はC-B間のcurveに沿って移動していきます。またF-G間が垂直方向に
> 移動してしまいます。
by Marcn

ということだから、ふじたさん指摘のようにF-Gを回転軸にしてるとしたら、
F-G間が垂直方向に移動できないし...

可能性としては、回転軸がオフセットしちゃってるくらいしか無いような
気がします。
点FがX-Y平面上で(0,0)になってますか?

#MARCって、軸対象要素の回転軸がX軸なんですね。知らんかった。

# No.5235 #　2003年5月21日 # ふじた #
> でもね。そうだとすると、剛体はリング状になるから、剛体だとすると
> 動かないことになりません?
by ピピさん

ってか、よくよく考えれば「軸対称剛体」なんて定義できるの?
という疑問が。。(汗

> 可能性としては、回転軸がオフセットしちゃってるくらいしか無いような
> 気がします。

(軸対称要素を使用していれば)確かにF-Gが画面の垂直方向に動くのは、
それがオフセットされていなければあり得ないですね。

D-FのX方向(画面の水平方向=軸方向)にきちんと拘束が定義されていれば、
水平(軸)方向には動くのは不自然なので、拘束反力を確認されては?
と書かせてもらったんですけど、どうも解せない点が多いです。(^^;;

やはりハッピーさんご指摘のように変形体だけで、
挙動を確認するのが近道ですかね。
「一歩後退二歩前進」、良い言葉だぁ～。 (自戒)

#Model Definition
　endカードからend optionカードまでの初期線形解析データ区分。
　とりあえず、ここにfixed dispカードが書き出されているか要確認です。

# No.5238 #　2003年5月22日 # ハッピー #
> 「豚の丸焼き」でモデル的にはかなり理解できました。
> 行っている解析では,デフォルトの状態で前の図のように,モデルを作成し
> たため,たぶん対称軸はY軸となっていると思います。
> やはり,これが原因でしょうか?
by Marcnさん

・座標系は先ず修正しましょう。X軸→Z軸(対称軸)、Y軸→R軸。
　つまり、先の図を左に90度回転した状態でモデル化。これはMust
　　入力データは、
　　　　節点番号　、Z座標　、R座標
　　の順に並ぶはずです。(他ソフトは,節点番号、R座標、Z座標)
・ここは、やはり一歩後退して変形体だけで、先ず解きましょう。その後で二歩前進。

ところで、プリポストは何を使っておられるのでしょうか?　よければ教えて下さい。

#atmoriさんの趣味レーションには、いつも感服です。

# No.5239 # 2003年5月22日 # Marcn #
みなさん,ありがとうございます。

プリポストはMarc/Mentat2001を使用しています。

みなさんの意見を参考にさせていただいた結果,何とか解析ができました。
やはり座標系や境界条件に問題があったようです。

ほんとうにありがとうございました。
(編集担当：ピピ 2003/11/24)

<ピストン周辺の解析手法>

# No.5064 #　2003年4月10日 # k.m.r #
はじめまして、最近CAE業務に携わることになりましたが、全然わからず困っております。
ガソリンエンジンのピストンの解析を行いたいのですが、数点教えて下さい。

1)ピストンピンはモデル化するのか。
2)スカート部にはどのような条件を与えるのか。(拘束条件?)
3)ピンボス部はどのように拘束をつけるのか。(ボス部はテーパー形状です。)

使用ソフトはNASTRAN FOR WINDOWSです。接触要素は使用できません。

以上なのですが、全くの素人なので詳しく教えて頂ければ幸いです。
よろしくお願い致します。

# No.5065 #　2003年4月10日 # Den #
> ガソリンエンジンのピストンの解析を行いたいのですが、数点教えて下さい。

目的は、何でしょうか?
何を求めたいのでしょうか?ナドナド、、、
によってまったく違います。
強度解析、熱の解析、振動の解析、、、、、
いろんな解析があります。

# No.5066 #　2003年4月10日 # imada #
> 1)ピストンピンはモデル化するのか。
> 2)スカート部にはどのような条件を与えるのか。(拘束条件?)
> 3)ピンボス部はどのように拘束をつけるのか。(ボス部はテーパー形状です。)
by k.m.r さん。

お久しぶりです。imadaです。

Denさんのおっしゃるとおりなのですが、それではみもふたも無い(^^)
ので、私のつたない経験談を少し、

ピストンを解析するならまずは燃焼時の変形解析から
入るのが普通だと思いますので・・・・・(そうでもないか・・・?)

荷重は冠面に負荷すると思いますが、リング周りは最初は気にせずに
冠面のみに負荷して結果を見てみれば良いと思います。

拘束は、ピンボス内筒面を拘束する事もありますが、実際のところ
ピストンの変形はピンの変形に左右されることが多いので、ピンも
モデル化したほうが良いと思います。

接触はなくても変形形状はコンロッド大端部のように「致命的」
には変わらないと思いますが、クリアランス量によってかなり
接触圧分布が変わるので、できれば接触条件は入れたほうが良い
と思います。(ローラーバニッシュ部の応力集中などもそこそこ
見れますので)

できれば、ピンのコンロッド側の接触部を、径方向のみ拘束する
のが良いのではと思います。

スカート部は、最初は接触無しで変形形状を見て拘束をつける
かどうか決めました。
私の場合は接触条件を定義してやりましたが、やはり計算時間は
かかるので、シリンダ径方向の拘束をつけるなどの工夫が必要かも
しれません。

おそらくは最近の「パワーコンピューティング」をもってしても
全てを入れ込んでの解析は不可能だと思いますので、Denさんの
指摘されるとおり「今何がわかっていて、何に注目して、何を
求めるのか」を絞り込んで、シンプルな解析に落とし込んでいった
ほうが良いと思います。

# No.5070 #　2003年4月11日 # k.m.r #

> お久しぶりです。imadaです。
>
> Denさんのおっしゃるとおりなのですが、それではみもふたも無い(^^)
> ので、私のつたない経験談を少し、
>
> ピストンを解析するならまずは燃焼時の変形解析から
> 入るのが普通だと思いますので・・・・・(そうでもないか・・・?)
>
> 荷重は冠面に負荷すると思いますが、リング周りは最初は気にせずに
> 冠面のみに負荷して結果を見てみれば良いと思います。
>
> 拘束は、ピンボス内筒面を拘束する事もありますが、実際のところ
> ピストンの変形はピンの変形に左右されることが多いので、ピンも
> モデル化したほうが良いと思います。
>
> 接触はなくても変形形状はコンロッド大端部のように「致命的」
> には変わらないと思いますが、クリアランス量によってかなり
> 接触圧分布が変わるので、できれば接触条件は入れたほうが良い
> と思います。(ローラーバニッシュ部の応力集中などもそこそこ
> 見れますので)
>
> できれば、ピンのコンロッド側の接触部を、径方向のみ拘束する
> のが良いのではと思います。
>
> スカート部は、最初は接触無しで変形形状を見て拘束をつける
> かどうか決めました。
> 私の場合は接触条件を定義してやりましたが、やはり計算時間は
> かかるので、シリンダ径方向の拘束をつけるなどの工夫が必要かも
> しれません。
>
> おそらくは最近の「パワーコンピューティング」をもってしても
> 全てを入れ込んでの解析は不可能だと思いますので、Denさんの
> 指摘されるとおり「今何がわかっていて、何に注目して、何を
> 求めるのか」を絞り込んで、シンプルな解析に落とし込んでいった
> ほうが良いと思います。
>
>

imadaさん、Denさん、ご返答ありがとうございます。

行いたい解析は静解析で疲労がみたいと思います。
その後、熱解析も行えればと考えております。

接触なのですが、今の仕様に入っていません。
他に何か手段がありませんでしょうか?

今1番に見たいのは、ピンボス部をテーパー形状の場合と通常のストレートの場合での
応力分布比較です。

あと今回の質問とは違うのですが、Pro/MECHANICAとNASTRANでの解析結果とでは
違いがありますか?
また違いがある場合は何が原因で何をどのように対処するのでしょうか?

今後も色々とお世話になると思いますが宜しくお願い致します。

# No.5071 # 2003年4月11日 # ピピ #
まず、k.m.rさんヨロシク。
全く素人なんですが面白そうなので、横レスさせて下さい。

> 行いたい解析は静解析で疲労がみたいと思います。
> その後、熱解析も行えればと考えております。
>
> 接触なのですが、今の仕様に入っていません。
> 他に何か手段がありませんでしょうか?
>
> 今1番に見たいのは、ピンボス部をテーパー形状の場合と通常のストレートの場合での
> 応力分布比較です。
by k.m.rさん

ピンとピンボスの組み合わせをジャーナル軸受とみなして、油膜による流体潤滑状態
の静荷重に対する圧力分布を計算して、ピンボス内面に境界条件として与えてみたら
如何でしょうか?

弾性変形によるクリアランス変化も考慮するためには、かなり高度な非線形解析が
必要になるかと思いますので、まずは単純な形状で比較して現象を理解できれば
次の課題が見えてくると思います。

接触を考慮できるソルバの場合でも、結局そのような物理的モデルを理解していないと
結果の妥当性を判断できないかと思いますので、この際トライボロジーを勉強してみる
ってのも良いかと思います。
#CAEって基本的には手計算の延長上にあるものですから。

これをご覧になれば、モティベーションが高まりそうなので、添付してみます。
かなり奥が深そうですね。どっぷりはまっちゃって下さい(笑)

http://www.cybernet.co.jp/education/d+a.html#flex_ex

# No.5073 #　2003年4月11日 # ピピ #
自己レスです。

先ほど貼り付けたリンクがうまく開かないみたいなので、貼り直します。失礼しました。
LMS DADSの紹介の弾性体を含む解析事例をご覧になって下さい。

> これをご覧になれば、モティベーションが高まりそうなので、添付してみます。
> かなり奥が深そうですね。どっぷりはまっちゃって下さい(笑)
>
http://www.cybernet.co.jp/dads/

せっかくなので、自分の好奇心を満たすための質問を加えます。

オットーサイクルにおける点火後の筒内圧力上昇は、理論サイクルで仮定している
様に瞬間的な等容変化に成らず、実現象としてはピストンの移動に伴う容積変化により、
ディーゼルサイクル的に鈍るものだと思っています。
(下手くそな説明ですが)

その場合、ピストンヘッドに最も負荷が掛かるのは、
最高圧力を発生するところでしょうか?
それとも、点火直後の圧力上昇率が最大のところでしょうか?
もしかしたら、点火後の衝撃波がピストンヘッドにぶつかる時でしょうか?

さらに、ピストンヘッドに掛かる圧力を境界条件として静解析を行う場合、
慣性の影響はどのように考慮すべきなんでしょうか?

この辺はK/Hだと思うんですが、興味ありますね～。

# No.5075 #　2003年4月11日 # imada #

> 接触なのですが、今の仕様に入っていません。
> 他に何か手段がありませんでしょうか?

とりあえず接触無しで変形形状を見てみるのが良いでしょう。
ピンはモデル化したい気がしますが、生産車でピンが相対的に
剛体とみなせるような(ピンが限界まで軽量化されていない)
場合はモデル化しなくても良いと思います。
ピンをモデル化した場合は、ピンボスとの境界の応力を
しっかりチェックしておいた方が良いでしょう。

> 今1番に見たいのは、ピンボス部をテーパー形状の場合と通常のストレートの場合での
> 応力分布比較です。

どこがテーパになるのかがピンとこないのですが、どのように
変化しそうか予想を立ててみるのが第一でしょう。
それに影響しそうな因子はとりあえずモデル化したほうが
良いのでは?

> あと今回の質問とは違うのですが、Pro/MECHANICAとNASTRANでの解析結果とでは
> 違いがありますか?

値的には多少の違いが出てくると思いますが、最大応力部以外は同じでしょう。

> また違いがある場合は何が原因で何をどのように対処するのでしょうか?

NASTRANはテトラなら2次、6面体なら1次でもそこそこ細かく切れば
一致してくると思います。
メカニカはメッシュさえ切れれば答えはほぼ安定していると思われます。

>今後も色々とお世話になると思いますが宜しくお願い致します。

遠慮せずどんどん発言してくださいね。(^^)
回答は必ず自分で再調査が賢明です。

# No.5076 #　2003年4月11日 # imada #

> その場合、ピストンヘッドに最も負荷が掛かるのは、
> 最高圧力を発生するところでしょうか?
> それとも、点火直後の圧力上昇率が最大のところでしょうか?
> もしかしたら、点火後の衝撃波がピストンヘッドにぶつかる時でしょうか?

どうなんでしょうか?
昔何かの本で読んだことがあるような気がしますが思い出せません。
ちなみにピストンの解析は単純に最大圧力を負荷するだけなので、
気にした事はありません。
コンロッドの解析の場合は、角度が関係してくるので最大負荷の
タイミングは重要ですね。
慣性の影響も加味して上死点から数度すすんだところだったと思
います。

> さらに、ピストンヘッドに掛かる圧力を境界条件として静解析を行う場合、
> 慣性の影響はどのように考慮すべきなんでしょうか?

ピストン単体を解析するときは慣性力の影響は無視できるほどです。
ピンやコンロッドの時は当然考慮しなければいけません。

> この辺はK/Hだと思うんですが、興味ありますね～。

ちょっと昔のノウハウなので最近は変わったかも?(^^;;;)

# No.5077 #　2003年4月11日 # ピピ #
> ちなみにピストンの解析は単純に最大圧力を負荷するだけなので、
> 気にした事はありません。

> ピストン単体を解析するときは慣性力の影響は無視できるほどです。
> ピンやコンロッドの時は当然考慮しなければいけません。
by　imadaさん

早速の返信ありがとうございます。
いろいろと勉強になります。

さらに自己レスですが、ピストンとピンが流体潤滑でフローティングされている
のは、F1とかのレーシングエンジンだけで、通常の一般車では、圧入されてる
みたいですね。
適当なこと書き込んでスミマセン。

いや、F1のエンジンを設計する際には参考にして下さい(笑)

# No.5079 #　2003年4月12日 # ハッピー #
> 行いたい解析は静解析で疲労がみたいと思います。
> その後、熱解析も行えればと考えております。
> 接触なのですが、今の仕様に入っていません。
> 他に何か手段がありませんでしょうか?
> 今1番に見たいのは、ピンボス部をテーパー形状の場合と通常のストレートの場合での
> 応力分布比較です。
by k.m.rさん

1/2断面のイメージ(無理があるなぁ
ボスの根元付近の応力を見たいのでしょうか?

+++++++++++++++++++++++++++++++ピストンヘッド
+++++++++++++++++++++++++++++++
++
++
++
++ボス根元
+++++++++++++++++||||||||||||||||||||||||||コンロッド
+++++++++++++++++||||||||||||||||||||||||||
==============================ピン
==============================
+++++++++++++++++||||||||||||||||||||||||||
+++++++++++++++++||||||||||||||||||||||||||
++
++
++
++ピストンスカート

テーパーと言われるのは、ボスの外形?それとも内面?

+++++++++++++++++++++++++++++++ピストンヘッド
+++++++++++++++++++++++++++++++
++
++
++
+++++++++ボス外形をテーパーにしたら...
+++++++++++++++++||||||||||||||||||||||||||コンロッド
+++++++++++++++++||||||||||||||||||||||||||
==============================ピン
==============================
+++++++++++++++++||||||||||||||||||||||||||
+++++++++++++++++||||||||||||||||||||||||||
+++++++++
++
++
++ピストンスカート

何れにしても、ピンボス内面とピンの間の接触状態が、応力分布に大きく影響する
でしょう。ピンとピンボスの剛性に明らかな差異がある場合は仮定も容易ですが、
微妙な場合は接触問題として解いた方が良いように思います。
(編集担当：ピピ 2003/11/24)

<FEMによる接触解析について>

# No.5013 # 2003年3月23日 # eggplant #
初めて書き込みいたします
最近FEMの勉強を始めました初心者です

Pro/Mechanicaを使用していまして、
接触解析を行う機会があり
もっともらしい(?)結果が出てくるのですが
ウラで何が行われているのかが良く分かりません

最近では　接触解析についても
この掲示版に載るようになり　
参考にしようと思っているのですが　知識が足りず
皆様方の書き込みの内容が理解できない状況です　

そこで　FEMによる接触解析の基礎を学びたいのですが
どなたか良書をご存知でしたら　
教えて頂きたいのですが

宜しくお願い致します

# No.5014 # 2003年3月24日 # ハッピー #
> そこで　FEMによる接触解析の基礎を学びたいのですが
> どなたか良書をご存知でしたら　
by eggplantさん

接触問題を広く扱った参考書というのは、あまり見ないような気がします。
・Penalty法
・Lagrange未定常数法
・自由度消去(接触面上に拘束)
あたりが一般的かと思いますが...
塑性加工の論文当たりで検索すると引っかかりそうかなぁ
(親切なマニュアルの理論編には参考文献が記載されていますね)

#Mechanicaの接触に関しては、掲示板で、ウン年前に話題に上がりましたね。

# No.5015 #　2003年3月24日 # たかし #
> 最近では　接触解析についても
> この掲示版に載るようになり　
> 参考にしようと思っているのですが　知識が足りず
> 皆様方の書き込みの内容が理解できない状況です　
>
> そこで　FEMによる接触解析の基礎を学びたいのですが
> どなたか良書をご存知でしたら　
> 教えて頂きたいのですが
>
> 宜しくお願い致します
by eggplant さん
私のおすすめは
FINITE ELEMENT PROCEDURES FOR CONTACT-IMPACT PROBLEMS
,ZHI-HUA ZHONG,1993,OXFORD UNIVERSITY PRESS
です。
結構、有名な文献なので、どうでしょう?

# No.5018 # 2003年3月24日 # ハッピー #
> 私のおすすめは
> FINITE ELEMENT PROCEDURES FOR CONTACT-IMPACT PROBLEMS
> ,ZHI-HUA ZHONG,1993,OXFORD UNIVERSITY PRESS
> です。
by たかしさん

接触問題の代表的な参考文献として名前だけ見たことがあります。
よろしければ、サマリを簡単に紹介願えませんでしょうか
一般的な立場から、接触の種々のアルゴリズムの概説や比較がされているのでしょうか?
宜しくお願い致します。

# No.5019 #　2003年3月24日 # たかし #
> 接触問題の代表的な参考文献として名前だけ見たことがあります。
> よろしければ、サマリを簡単に紹介願えませんでしょうか
> 一般的な立場から、接触の種々のアルゴリズムの概説や比較がされているのでしょうか?
> 宜しくお願い致します。
by ハッピーさん
ここでメインになるのはLagrange multiplier methodです。その比較対照としてペナルティ法についても記述されています。また、前振りとしてペナルティ法のほかに
augmented Lagrangian metod(Fortin and Glowinski)
perturbed Lagrangian metod(Simo et al. ,Kikuchi and Oden)なんかも引き合いに出されています。
一般的な摩擦モデルやコンタクトサーチもあり、比較的、広い範囲を扱っています。理論もさる事ながら私が特に気に入っているのは解析事例が豊富にあるという点です。今、私はペナルティ法を使っていましてLagrange multiplier methodの適用が可能かどうか検討している段階で詳しい事はお教えできませんがこの様な内容でよろしければ、御参考にしてください。

# No.5020 #　2003年3月25日 # ハッピー #
> ここでメインになるのはLagrange multiplier methodです。
> その比較対照としてペナルティ法についても記述されています。
by たかしさん

有り難うございました。
何とか手に入れたい本ですね。ソフトを自作できるだけの情報がありそう。
因みに、たかしさんは、どのような分野で接触byPenalty法接触を使っておられる
のでしょうか?　宜しければご紹介頂けませんか?

# No.5024 #　2003年3月25日 # たかし #
> 因みに、たかしさんは、どのような分野で接触byPenalty法接触を使っておられる
> のでしょうか?　宜しければご紹介頂けませんか?

byハッピーさん
私は板成形、鍛造等の解析でPenalty法による接触解析を行っています。Penalty法ってのは扱い易いけど、精度は?と何か釈然としないジレンマに頭を痛めています。精度をあげるためにpenalty数を上げると計算が不安定になりますし。そこで今いろいろとこれらを解決してくれるような手法を検討しているんです。本当に頭がいたい。

# No.5025 #　2003年3月25日 # ハッピー #
> 精度をあげるためにpenalty数を上げると計算が不安定になりますし。
> そこで今いろいろとこれらを解決してくれるような手法を検討しているんです。本当に頭がいたい。
by たかしさん

接触の場合のPenalty数はダミーのバネ定数ですから、無限大にしたいところですね
シェルが上型と下型に挟まった状態だと、シェルには板厚方向の剛性がないから無限大剛性の
型同士がシェルを板挟みにして押し合う格好になっちゃうのかな?
そんな所のPenalty数はかなり高くしても良いのでしょうか。
Penalty数を一定値でなく、場所により、状態(局部剛性)により、不安定にならないギリギリ
の高い値にAdaptiveに変化させるような手法があるのかな。

# No.5029 # 2003年3月26日 # Tuto #
接触にはほとんど詳しくないのですが、近々行わなければならないかも
しれないので、つい反応してしまいました。無知な質問ですがお許し下さい。

> 接触の場合のPenalty数はダミーのバネ定数ですから～

バネ定数と言うことは、相手に接触した際の反力(反発力?)
と考えて良いのでしょうか?
例えば、相手が鉄だった場合は20000(N/mm2)　←ヤング率
でもそれが無限大にしたいとなると、ちょっとの接触でも無限の反発力?

# No.5031 #　2003年3月26日 # たかし #
> 接触の場合のPenalty数はダミーのバネ定数ですから、無限大にしたいところですね
> シェルが上型と下型に挟まった状態だと、シェルには板厚方向の剛性がないから無限大剛性の
> 型同士がシェルを板挟みにして押し合う格好になっちゃうのかな?
> そんな所のPenalty数はかなり高くしても良いのでしょうか。
> Penalty数を一定値でなく、場所により、状態(局部剛性)により、不安定にならないギリギリ
> の高い値にAdaptiveに変化させるような手法があるのかな。
byハッピーさん
うちのシステムは体積弾性係数Kに比例する形なのでシェルの板厚方向の剛性がないとかいう事は影響ないです。
また、Adaptiveに変化させるってのは面白そうですね。でも、また悩みが増えそうで怖いです。

# No.5032 #　2003年3月26日 # ハッピー #
> バネ定数と言うことは、相手に接触した際の反力(反発力?)
> と考えて良いのでしょうか?
> 例えば、相手が鉄だった場合は20000(N/mm2)　←ヤング率
> でもそれが無限大にしたいとなると、ちょっとの接触でも無限の反発力?
by Tutoさん

相手とこちらの間の仮想的なバネですね。
物理的に突き刺さりでもしない限り「めり込み」はしないので、本来はバネ=無限大。
でも、そうすると解けないから、有限の「十分大きな値」を与えるわけですが
すると大きな押しつけ力が作用すると、めり込んで実際と異なる挙動を示してしまう、
つまり精度の低下です。
あくまで、作用反作用ですから、押した力以上の反力が発生することはないです。
バネが堅いと変形も小さいわけです。

#たかしさん、有り難うございました。是非、悩んで下さい(^^;;)
(編集担当：ピピ 2003/11/24)

<MARCで接触解析を行っているのですが・・・>

# No.4985 #　2003年3月18日 # かず #
初歩的な質問で恥ずかしいのですが・・・
現在MARC2001を使用し3D接触解析を行っています。
円錐の表面をした土台に円錐の外表面をもった物体が押付けられる
といったものです。ここで摩擦係数0.3(クーロン)を設定し解析
させているのですが,インクリメントの途中でreduceをおこしてしまい,
同じインクリメントでグルグルまわって,なかなか収束しません。
荷重はauto loadにて与えています。
荷重増分を小さくしてステップを増やすしかないのでしょうか?
また,CONTACTのところで指定している,相対すべり速度の絡みもあるのでしょうか?
今,根拠もなく1.0e-5を設けています。
どなたか,アドバイスをお願い致します。

# No.4987 #　2003年3月18日 # チャーリー #
> 円錐の表面をした土台に円錐の外表面をもった物体が押付けられる
> といったものです。ここで摩擦係数0.3(クーロン)を設定し解析
> させているのですが,インクリメントの途中でreduceをおこしてしまい,
> 同じインクリメントでグルグルまわって,なかなか収束しません。
> 荷重はauto loadにて与えています。
> 荷重増分を小さくしてステップを増やすしかないのでしょうか?
> また,CONTACTのところで指定している,相対すべり速度の絡みもあるのでしょうか?
> 今,根拠もなく1.0e-5を設けています。
> どなたか,アドバイスをお願い致します。

気が付く範囲で申し訳ないですが
1.第一勘、すべって転がり落ちているという気がします。
2.そこで、強制変位でまず確かめます。
3.問題ないようでしたら、ギャップと貫通をある程度含ませます。
プロパティが手元にないので、思いつきませんが***distance 0.001とか0.01
4.何度か本掲示板でも出てきているのですが、
ニュートンラプソンから、増分法でIteration解法を変更します。
5.その他には、logを見ましょう。
関連節点番号含めて、なんかしらメッセージがでてきているはずです。

ではでは

# No.4996 #　2003年3月20日 # ふじた #
> また,CONTACTのところで指定している,相対すべり速度の絡みもあるのでしょうか?
> 今,根拠もなく1.0e-5を設けています。
> どなたか,アドバイスをお願い致します。
by かずさん

「相対すべり速度」に関してはマニュアルA編に詳しく記載されてますよ。
その値が小さいとより実際に近いんでしょうが、収束性は悪くなります。
入る荷重にもよると思いますが、1.0e-3ぐらいでも摩擦係数を変えてみて、
接触面の「すべり量」に明確な違いが出ていればモデル化としては
問題はないと思います。もしまだ検討中でしたらお試し下さい。
(間違いがあれば、どなたかフォローお願いします。^^;;)

・・ご質問の回答にはなっていないと思いますが、
接触では、よく私も苦労しているので「reduce」の原因と
対処法が特定できれば、ぜひ教えて欲しいです!
(編集担当：ピピ 2003/11/24)

<shell要素の接触について・・・>

# No.4970 #　2003年3月16日 # wata #
　はじめまして.ABAQUS　6.2で解析を行っているwataです.
皆様にご指導いただきたく書き込みさせていただきました.
題名にあるように,shell要素の接触なのですが,要素(S4R)の両面に接触を決定しても問題はないのでしょうか?
というのは,3つのパート,A(剛体),B(S4R),C(S4R)があり,Bに対してA,Cが両サイドから接触するモデルを考えています.
ですから,BにはAとの接触領域(スレーブ)と,Cとの接触領域(マスタ)を決定することとなります.
このモデル化は問題ないでしょうか?皆様よろしくお願いいたします.

# No.4971 #　2003年3月16日 # ハッピー #
> ですから,BにはAとの接触領域(スレーブ)と,Cとの接触領域(マスタ)を決定することとなります.
> このモデル化は問題ないでしょうか?皆様よろしくお願いいたします.
by wataさん

節点は表裏共有ですから、同じ節点をマスターとスレーブにという、ジキルとハイドのような
扱いは出来ないでしょう。
Cをマスターに出来ないのでしょうか?　
板成型解析なんかでは、板が下型と上型に挟まれるわけですから、両方の型がマスターになる。

# No.4972 #　2003年3月16日 # wata #
> 節点は表裏共有ですから、同じ節点をマスターとスレーブにという、ジキルとハイドのような
> 扱いは出来ないでしょう。
> Cをマスターに出来ないのでしょうか?　
> 板成型解析なんかでは、板が下型と上型に挟まれるわけですから、両方の型がマスターになる。
by ハッピーさん

wataです.ご返事ありがとうございます.
Cをマスタにすることは可能であります.ということは,shell要素で両サイドから挟まれる(接触する)モデル化
自体は可能ということでよろしいのでしょうか?
(編集担当：ピピ 2003/11/24)

<接触解析の評価について>

# No.4712 #　2003年2月5日 # ふじた #
MARCで接触解析をやることが多いのですが、収束解は得られたものの
理論のバックグラウンドが乏しいため、今ひとつ自分が出した結果に自身を
もてないでいます。
現在下記のような評価を行っているのですが、
『そんなもんだけじゃあ、評価とは言えん!!』というところがあれば、
どなたかご指摘、ご教授下さい。

<結果の評価>
1.接触面のNORMAL STRESS(FORCE)
　　　分布が滑らかではない　→要、細メッシュ分割
2.接触反力の履歴
　　　滑らかに推移していない　→要、貫通チェック
　　　　　　　　　　　　　　　→要、荷重増分小
3.非線形計算の評価
　　OUTファイルで残差力、変位テスト、リサイクル数の確認
　　
<収束対策>
　　a)荷重増分の見直し
　　b)モデル化の見直し
　　c)固着、乖離判定角度の緩和 or ボディ内の不連続箇所の定義
　　d)収束判定条件の緩和(残差力or変位テスト、最大ステップ数)
　　e)非正定マトリクスの強制解法(要チェック)

以上よろしくお願いします。

# No.4717 #　2003年2月6日 # ハッピー #
> 現在下記のような評価を行っているのですが、
by ふじたさん

チェックリストのように纏めておられるんですか?
細かなチェック。参考になります。　

> 　　d)収束判定条件の緩和(残差力or変位テスト、最大ステップ数)
Marcって、デフォルトの収束判定が相当甘かったですよね?
接触力に加えて面圧も見た方がよいかも。
局所的に降伏するような面圧が立っているかも知れないし。

# No.4718 #　2003年2月6日 # チャーリー #
> MARCで接触解析をやることが多いのですが、収束解は得られたものの
> 理論のバックグラウンドが乏しいため、今ひとつ自分が出した結果に自身を
> もてないでいます。
> <結果の評価>
> 1.接触面のNORMAL STRESS(FORCE)
> 　　　分布が滑らかではない　→要、細メッシュ分割
> 2.接触反力の履歴
> 　　　滑らかに推移していない　→要、貫通チェック
> 　　　　　　　　　　　　　　　→要、荷重増分小
> 3.非線形計算の評価
> 　　OUTファイルで残差力、変位テスト、リサイクル数の確認
> 　　
> <収束対策>
> 　　a)荷重増分の見直し
> 　　b)モデル化の見直し
> 　　c)固着、乖離判定角度の緩和 or ボディ内の不連続箇所の定義
> 　　d)収束判定条件の緩和(残差力or変位テスト、最大ステップ数)
> 　　e)非正定マトリクスの強制解法(要チェック)

こんばんは、ふじたさん。
いいんでは、ないでしょうか。
問題もいろいろあると思いますが、接触解析は移動境界解析とも言われますので
接触の際の、境界条件の確からしさが重要かと思います。
曲面やコーナーの処理　接触面移動の際の摩擦定義なんかは
プロセス確認で、いつも苦労と時間を費やします。
実際には、ありえない物理形状にもよくします。
よく、接触解析はうまくいったとおもいきやオーラス近辺で
止まっているんですよね。(笑)
ほとんどは、非線形材料変形での無理がたたっているのですが、
ペナルティ数などいじってみてもよいですよ

# No.4733 #　2003年2月6日 # ピピ #
> MARCで接触解析をやることが多いのですが、収束解は得られたものの
> 理論のバックグラウンドが乏しいため、今ひとつ自分が出した結果に自身を
> もてないでいます。
> 現在下記のような評価を行っているのですが、
byふじたさん

ノウハウってまとめるのが難しいですよね。
分からない人には、ものすごく大切なヒントなのに、一旦モノにできちゃうと
当たり前になっちゃったりして、他の人の苦労が分からなくなってしまう。

ふじたさんの様に、他の人が活用できるような情報をまとめる努力って、大事
ですよね～。

「ピンクの本」にあるように、妥当性評価のフローチャートみたいなものが
できたら、ぜひ私にも分けてください(^_^)

遅レスでスミマセン。

# No.4738 #　2003年2月7日 # ふじた #
ハッピーさん、チャーリーさん、ビビさん。レスありがとうございます。

> チェックリストのように纏めておられるんですか?
> 細かなチェック。参考になります。　
> Marcって、デフォルトの収束判定が相当甘かったですよね?
> 接触力に加えて面圧も見た方がよいかも。
> 局所的に降伏するような面圧が立っているかも知れないし。

チェックリストまでは行きませんが、新たな問題に直面し
何らかの対策方がわかれば、その都度メモ程度に書き残したりはしてます。
「自分の記憶力ほど当てにならないもんもない!」
がことの発端でが。(笑
Marcのデフォルト(相対残差力0.1)が相当甘いという認識はありませんでした。
ABAQUS、ANCYS等の他ソルバーってもっと厳しいんですか?
面圧はMENTATのnormal sterssで確認するようにはしてるんですが、
ハッピーさんの No.2341 記事を参考に今度比較調査してみたいと思います。

> よく、接触解析はうまくいったとおもいきやオーラス近辺で
> 止まっているんですよね。(笑)
> ほとんどは、非線形材料変形での無理がたたっているのですが、
> ペナルティ数などいじってみてもよいですよ。
　by チャーリーさん

・・すいません。(笑)のツボがわかりませんでした。(汗
恥を偲んでお聞きしますが、「オーラス近辺」ってどういう状態を
さすんでしょうか?
「ペナルティ数」も初耳でして、マニュアルを調べたんですが、
『演算子マトリクスの最大対角項値』うんぬん、、が、
ここでお聞きしても理解できない恐れがあるので、
もうちょっと勉強してから出直します。
(↑PARAMETERSの2番目のカードシリーズ2番目で定義する数値。
　　との推測もとに話しています。)

> 他の人が活用できるような情報をまとめる努力って、大事ですよね～。
by ビビさん

現状では、マニュアル等を参照したところで、
解析専任者以外に「3次元で接触解いて!」と言ったところで
無理があると思うんですよ。
某板でビビさんも「CAEの本格普及」について触れられていましたが、
この板の有識者の皆さんに有益な実用書を作って頂けたらなぁ、、
と私も密かに期待してます。(笑
私では「当てにならない性格診断」以下の信憑性になりそうなんで。(^^;;

# No.4746 #　2003年2月7日 # チャーリー #
> > よく、接触解析はうまくいったとおもいきやオーラス近辺で
> > 止まっているんですよね。(笑)
> > ほとんどは、非線形材料変形での無理がたたっているのですが、
> > ペナルティ数などいじってみてもよいですよ。
> 　by チャーリーさん

> 「ペナルティ数」も初耳でして、マニュアルを調べたんですが、
> 『演算子マトリクスの最大対角項値』うんぬん、、が、

もう既にマニュアルの断片見つけられてるかと思いますが
接触解析のA接触解析に見つけました。

よし☆彡さん指摘されていることです。
貫通量に応じた制御をしてくれるとかかれてます。
変形体同志形状によっては、default値が大きすぎる場合が多々あります。
なんかよくよく構成式をみるとペナルティ数は、アワーグラス係数に
そっくりです。

# No.4753 #　2003年2月9日 # ふじた #
> もう既にマニュアルの断片見つけられてるかと思いますが
> 接触解析のA接触解析に見つけました。
> よし☆彡さん指摘されていることです。
> 貫通量に応じた制御をしてくれるとかかれてます。
> 変形体同志形状によっては、default値が大きすぎる場合が多々あります。
> なんかよくよく構成式をみるとペナルティ数は、アワーグラス係数に
> そっくりです。
　by チャーリーさん

ペナルティ法のとこですね。勉強になります。
・・っていうか、どこで接触の「数値解法」を指定してたっけ?
という次元の自分にびっくりだったり。。

> PatranとMarcの相性って大分良くなったのでしょうか?
　by チャーリーさん

1対NのTYINGが設定できなかったり、荷重タイプを非等分布に
変えれなかったり?とまだまだ不都合も感じますが、
PATRANの利点も多いので個人的にはver.2003に期待を寄せています。

追記:「オーラス」は死語の方向でお願いします。(笑)

# No.4754 #　2003年2月9日 # チャーリー #
>どこで接触の「数値解法」を指定してたっけ? という次元　byふじたさん
コストが、かかっているソフトなんですから
そうでないといけないんだと思います。
ユーザーサブルーチンなどは、ちょっと前まではサポート対象外でしたね。

ペナルティとも関連しますが、アワーグラスなんかは
特にCFDなんかの粘性を扱う方は、常套で苦心されているかと
おもいますが、どんな対処してるのかなー?

>ひょっとして、オーラスは死語?　by　C++さん
>オーラスは正確にはどう言うんでしたっけ?　All last?
>ネグる(Neglect)、サチる(Saturate)は健在のようです(笑)byハッピーさん
>追記:「オーラス」は死語の方向でお願いします。(笑)　byふじたさん

死語で、オーライ。ここでは、計算終了に訂正させてください。
(編集担当：ピピ 2003/11/24)

<MARCでの接触乖離力の設定について>

# No.4316 #　2002年12月24日 # Pero #
久しぶりに投稿いたします.
MARCのContactを使って接触問題を扱っているときに(軸対称要素使用)
たまに,節点が,剛体壁から,離れないときがあります.
で,回避策として,乖離力の値を修正しようとおもうのですが,
どれくらいにしていいのか分かりません.
経験値をいれるしか手はないのでしょうか?
なお,解析対象は,板金の塑性加工です.

# No.4321 #　2002年12月24日 # チャーリー #
> MARCのContactを使って接触問題を扱っているときに(軸対称要素使用)
> たまに,節点が,剛体壁から,離れないときがあります.
軸対称要素の節点の並び方は?

とはいっても解析は流れているようですので
離れて当然といった挙動なのでしょうか?
Rezorningとかは利用されているのでしょうか?

> で,回避策として,乖離力の値を修正しようとおもうのですが,
> どれくらいにしていいのか分かりません.

離れて当然といった具合でしたら
contact　share　stresなんかを見てそれ以下あたり
になるのでしょうか?

> 経験値をいれるしか手はないのでしょうか?
> なお,解析対象は,板金の塑性加工です.

# No.4323 #　2002年12月25日 # Pero #
チャーリーさん,早速のご返答ありがとうございます.
ご意見いただいた項目に関して,ご説明致します.

> 軸対称要素の節点の並び方は?

初期メッシュは板状なので,規則的に並んでます.
予め,接触が予想される部分は密に切ってます.

> とはいっても解析は流れているようですので
> 離れて当然といった挙動なのでしょうか?
> Rezorningとかは利用されているのでしょうか?

V字曲げのような解析なので,離れて当然といった挙動を示します.
なお,Rezorningは基本的に使用してません.

> 離れて当然といった具合でしたら
> contact　share　stresなんかを見てそれ以下あたり
> になるのでしょうか?

すみません.
contact　share　stresは検討したことがありません.

# No.4324 #　2002年12月25日 # チャーリー #
以前、軸対称の解析で悩んだことを思い出したのですが
軸対称要素は接触問題できましたっけ?勘違いでしたらすみません。
ちなみに要素タイプは?

> > 軸対称要素の節点の並び方は?
>
> 初期メッシュは板状なので,規則的に並んでます.
> 予め,接触が予想される部分は密に切ってます.
>
> > とはいっても解析は流れているようですので
> > 離れて当然といった挙動なのでしょうか?
> > Rezorningとかは利用されているのでしょうか?
>
> V字曲げのような解析なので,離れて当然といった挙動を示します.
> なお,Rezorningは基本的に使用してません.
>
> > 離れて当然といった具合でしたら
> > contact　share　stresなんかを見てそれ以下あたり
> > になるのでしょうか?
>
> すみません.
> contact　share　stresは検討したことがありません.

# No.4326 #　2002年12月25日 # Pero #
#10,あるいは#116(#の低減積分要素)です.
私はMARC2001を使ってますが,接触問題に適応可能だったと思います.

# No.4327 #　2002年12月25日 # チャーリー #
> #10,あるいは#116(#の低減積分要素)です.
> 私はMARC2001を使ってますが,接触問題に適応可能だったと思います.

最近御無沙汰なのと、推測ですので適当に見て下さい。
例題集を見ましたら、#10の例題たくさん載っておりました。すみません。
それで、乖離力ははく離力でいいのですよね。

久々に、mentat画面をみておりますが、
separateカードのことですね、forceとstressと選択できるようですね。
対象節点の作用している対象力や応力を見てその値を参考に
すればいいのかなと考えてます。
shearでしたら、摩擦力と垂直荷重といった案配です。
postにcontact　force　や　stressを設定できたと思います。
他には、separate=0では成立しないのでしょうか?
(編集担当：ピピ 2003/11/24)

<接触解析のモデル化と評価について>

# No.4266 #　2002年12月18日 # ふじた #
MARCで簡単な接触解析(CONTACT)の検証?をしています。
モデルは平面応力要素を使用し、平面(大)に平面(小)を押し付けるといった
簡単なものなんですが、メッシュを細かくすればする程、接触部の応力が
高くなるため、どの程度まで切れば解析が妥当といえるのか説明ができません。

サポートに問い合わせたところ、「NOMAL STRESSが滑らかになるぐらい」
との回答だったのですが、
それが見た目「大よそ滑らかと判断できる」状態から、
さらに1/2、1/4と細かくしていくと応力はそれに呼応して高くなるため、
どこまで切って良いものやら、、といった感じです。
(3次元ともなると節点数に制約もでてきますし。)

実用大辞典で「スレーブ、マスター面」の話等を読んで大変勉強になった
ので、ハイレベルな議論をされてる皆様が、
メッシュによって局所的に出てしまう応力を含めて、
実際に接触解析をどのように評価されているのか教えて頂ければ幸いです。

以上よろしくお願いします。

# No.4267 #　2002年12月19日 # Ysan #
> MARCで簡単な接触解析(CONTACT)の検証?をしています。
> モデルは平面応力要素を使用し、平面(大)に平面(小)を押し付けるといった
> 簡単なものなんですが、メッシュを細かくすればする程、接触部の応力が
> 高くなるため、どの程度まで切れば解析が妥当といえるのか説明ができません。
>
> サポートに問い合わせたところ、「NOMAL STRESSが滑らかになるぐらい」
> との回答だったのですが、
> それが見た目「大よそ滑らかと判断できる」状態から、
> さらに1/2、1/4と細かくしていくと応力はそれに呼応して高くなるため、
> どこまで切って良いものやら、、といった感じです。
> (3次元ともなると節点数に制約もでてきますし。)
>
なぜか私も同じような事を最近やってます。
(Marcによるボルト締結部のゆるみ解析)

接触に限らずいくらメッシュを細かく切っても応力が線形的に上がる現象は、応力集中部(直角又は鋭角になっている所)に見られます。接触の場合は点接触している部位に見られます。どのようなモデルかわかりませんが角がある四角い面を押したときも角部で応力集中が発生するかもしれません、これを回避するには、角を丸めるか、テストであれば丸い面を押し付けてみるのもいいと思います。また、接触の場合通常の構造解析より細かめにメッシュを切る必要があるようです。

久しぶりの書き込みです。でも、毎日見てます。

# No.4294 #　2002年12月21日 # ハッピー #
#勘違いがあったので書き直しました→Ysanさん、ごめんなさい(^^;;

>body1の角部で応力集中が生じることはさすがに想像がついたのですが、
>特異点?というのは考えもしませんでした。(汗)
by ふじたさん

Randomさんが指摘されたように、この場合は特異点つまり応力無限大ですね。
勿論、実際には無限大なんてありえない。
あくまで材料力学の上で、このような理想的な形状を想定したからのこと。
MarcのせいでもContact機能のせいでもありません。
実際には、「真の直角」なんて存在しないし、局部的に降伏してへたったりして
緩和されるのでしょう。
要は、何で評価するかですね。
焼きばめや圧入部品ではフィレッティングが問題になったりしますし。

>Marcの場合、「接触は自動的にTYING要素が触手のように伸びてきて要素をつなげ
>る」と言う事なので、面接触というよりも点接触となるので、精度を追求するなら細かく
>切る必要があるのでしょうか?
by Ysanさん

そうですね、有限要素法は結局節点に離散化していますから、
「本質的な面接触」は無いでしょう。Marcに限った話ではないですネ。
因みに、接触の扱いには、ラグランジュ未定乗数、ペナルティ法と、
もう一つ、変位関数で面上に拘束する方法がありますが、
何れも、節点(スレーブ)-要素面(マスター)接触が可能です。
Marcは最後の「変位関数で面上に拘束」だったと思います。

下のように、節点Cが辺A-Bに「接触した」と判定されると、C点の変位Ucを
辺A-B上に規定する拘束条件が自動生成されます。(辺上を移動)
これもMarcではTying機能のメニューの一つとして説明していますね。
MarcにはTyingより一般的なServo Linkコマンドがあって、このServo Linkを
内部的に自動生成していると私は理解しています。
違ってたら指摘下さい→ベンダーさん!

+++++A
+++++|↑
+++++|C
+++++|↓
+++++|
+++++B

>では、今年も後わずかですが、お互いがんばりましょうね、
ほんと。えらいことになりました(^^;;
(編集担当：ピピ 2003/11/23)

<ANSYSで弾性体同士の接触>

# 2003年8月4日 # No.5691 # fanta #
ANSYS/University high option RELEASE 5.6　を使用しています。
Shell93、Contac49を使って接触(静的)を定義しようとしていますがどうしてもうまくいきません。
具体的に言うと、弾性体同士というか、き裂が入っている物体のき裂面同士が重ならないようにしたいです。
GCGENコマンドにおけるコンタクト面とターゲット面の定義が間違っているのでしょうか?
CONTACコマンドの使用法もイマイチ理解できていないので、基本的な流れをどなたか教えていただけないでしょうか。
ANSYSコミュニティーの方にも書き込みさせていただきましたが、早急に知りたいのでこちらにも書き込みさせて頂きます。
どうぞよろしくお願いいたします。
(編集担当：Happy 2003/10/18)

<初期で接触した状態からの解析;ABAQUS>

# 2003年8月2日 # No.5686 # PLY #
こんにちはPLYと申します。
今ABAQUSの接触問題にチャレンジしているのですが、
接触を入れると流れなくなって困っています。

幅(Y)は15.0mm長さ(X)50.0mm厚さ(Z)1.0の板が2個重なっています。
要素はSOLID(C3D8)を使用。
材料は一般的な線形材、
上側板の上面をX,Y,Z,拘束、
下側板の片方の端(狭い方)をX,Y,Z,拘束、
下側板の拘束側から遠いところの下面に強制変位を上(+Z)方向に強制変位を与える。
こんな簡単な計算なのですが?

接触面上のMASTER側節点とSLAVE側節点が同じ位置で
SMALL_SLIDNGのみでは、
TOO_MANY_ATTEMPS で落ちる。

接触面上のMASTER側節点とSLAVE側節点間にわずかな隙間を設けて、
SMALL_SLIDNGのみでは、
流れる。

接触面上のMASTER側節点とSLAVE側節点間にわずかな隙間を設けて、
SMALL_SLIDNGとADJUSTでは、
TOO_MANY_ATTEMPS で落ちる。

初期状態で既に接触している状態から計算を行ないたいのですが
何か良い方法はないでしょうか?
ご存知の方がおりましたら教えて下さい。宜しくお願いすます。

# 2003年8月3日 # No.5688 # ハッピー #
ABAQUSはしばらくご無沙汰してますので、怪しいのですが、「ADJUST」は、ContactPair, Tied　つまり結合する時に使うんじゃなかったでしたっけ?
初期状態で接触させるためにわずかに座標をずらした上で「*Clearance」コマンドで、
間隙をゼロにして解析した記憶があります。

#座標を一致させてしまうと、数値誤差もあって「突き抜けている」と判断されて接触判定できない恐れがあります。
マスター面から法線方向に見て前方に見えるスレーブ点と接触判定をするわけですが、そのスレーブ点が背後(マスター側の内部)にいると見つけられませんから。

# 2003年8月4日 # No.5690 # よし☆三 #
>初期状態で既に接触している状態から計算を行ないたいのですが
>何か良い方法はないでしょうか?
> by PLYさん

通常ギャップゼロから計算を行った方が明らかに計算が安定する
はずです.なぜなら,荷重変位関係が線形となるからです.
たぶん,PLYさんのトラブルは接触の位置関係の問題でなく初期増分の問題だと思います.モデルは変位制御されている
モデルであるので,デフォルト通りに変位量の5%を初期変位として計算するには無理があるのだと思います.
下記のように,たぶん0.1%ぐらいに下げれば良いのではないでしょうか.参考にしてください.

*static
0.001,1.0

# 2003年8月21日 # No.5727 # PLY #
少し前(8月上旬)のお話の続きですが、
コメントいただきありがとうございます。

> >初期状態で既に接触している状態から計算を行ないたいのですが
> >何か良い方法はないでしょうか?
> > by PLYさん
>
> 通常ギャップゼロから計算を行った方が明らかに計算が安定する
> はずです.なぜなら,荷重変位関係が線形となるからです.

そうですよね、私もそう思っていました、が、流れない??

> たぶん,PLYさんのトラブルは接触の位置関係の問題でなく
> 初期増分の問題だと思います.モデルは変位制御されている
> モデルであるので,デフォルト通りに変位量の5%を初期変位
> として計算するには無理があるのだと思います.
> 下記のように,たぶん0.1%ぐらいに下げれば良いのでは
> ないでしょうか.参考にしてください.
>
> *static
> 0.001,1.0

*STATICのパラメーターも色々と(闇雲に?)いじってみたのですがだめですね。

MSGファイルに何か手がかりが無いかと思って眺めているのですが
何処をどう見たら良いのか、何かヒントはないでしょうか??

# 2003年8月22日 # No.5735 # よし☆三 #
>> *static
>> 0.001,1.0
>
>*STATICのパラメーターも色々と(闇雲に?)いじってみたのですが
> だめですね。
>MSGファイルに何か手がかりが無いかと思って眺めているのですが
>何処をどう見たら良いのか、何かヒントはないでしょうか??

初期増分は強制変位量と構造の剛性に依存してるので,値はもう少し下げなければならないかもしれませんが,確認したいことはモデルを接触
させたときに剛体運動が起こらないようなっているかどうかです.
例えば摩擦が入ってなく,すべる,回転するなどの現象が起こって
ませんか? 場合によっては,確実に接触しつづける節点を強制変位するということ手を使う必要もあるかも,,,

計算されたMSGは,カットバックが何度か入り許容最小増分以下に
なったか,カットバックの回数が許容回数を超えたかで停止した
のではないかと思っていますがどうでしょうか?

MSGの見方は,最後に行われた処理(SDIかEQI)とその処理がどのような原因で停止したか? そして,それに至った経緯を確認することが最初でしょうね.
これらは,MSGファイルの後ろから読んでいけばよいと思います.
SDIならどの場所か? 個数は収束していってるか?
EQIならどの場所か? 残差は収束していってるか?
それらを急激に変化させる割りこんだカットバックがあるか?
または,それがなぜ行われたか?

こんなところに注目すればよいと思います.
**NOTE **WARNINGは良い情報を与えます.

また,場合によってはファイルの最初の部分の経緯も
構造の安定性を示す情報となります.
(編集担当：Happy 2003/10/18)

<MARCでエラーメッセージ、”non-positive definite”>

# 2003年6月10日 # No.5231 # rikou #
はじめまして。
MARCを使っている大学生です。
少しわからないところがあるので教えてください。
non-positive definiteはどのような場合に使ったらいいのでしょうか。
接触解析をしているとエラー(2004)がでてしまい、それを回避するために安易に上記のコマンドを使いました。ただ、マニュアルにはこのコマンドはあまり使ってはならないみたいな事を書いていたのですが、よくわかりません。
具体的にはどのような事例で使うのが正しいのでしょうか。

# 2003年5月10日 # No.5360 # tonne #
> non-positive definiteはどのような場合に使ったらいいのでしょうか。
> 接触解析をしているとエラー(2004)がでてしまい、それを
> 回避するために

http://bbs.nc-net.or.jp/forum/jump.php?bbs_type=12&touri=http://www.msc-ap.net/tech_faq/T01-147.htm

とりあえず上記は読んだかな?
収束しない理由を一つ一つチェックすべし。
チェックのための緊急回避策ととらえるべきと思う。
(編集担当：Happy 2003/10/18)

<Marcでの接触解析、Marcの軸対称は座標系にご用心>

# 2003年5月19日 # No.5216 # Marcn #
はじめまして,Marcnと申します。
最近Marcを使い始めたのですが,接触解析についてどうしてもわからない点がありまして,書き込みしました。
硬さ試験のような圧子を金属試料へ押込む解析を行っています,
圧子を剛体にし,その剛体を荷重制御をすると,圧子が変形体に刺さったり境界条件を無視した動きをし始めます。境界条件を無視するというのが最も困っています。なぜこのようなことが起こるんでしょうか?
圧子は完全な三角形にしているのですが,鋭角なものは押込みの解析に適していないのでしょうか?
ご存知の方がいたら宜しくお願いします。

# 2003年5月20日 # No.5218 # ハッピー #
接触解析で、「突き刺さる」「すり抜ける」は本掲示板で、何度も登場しましたので、右上の検索機能で「接触」で探すと出てきそう。
でも「境界条件を無視する」レッドカードは何故でしょうね?

A+++++B
+++++
++++
+++
++
C
D==========E
===========
F==========G

こういう問題?
どこに、どのような境界条件を与えられたのでしょう?
#圧子が剛体とのことですが、剛体は1つの節点で動きが決まりますから、その辺が気にならないでもないのですが。

# 2003年5月20日 # No.5219 # いなちゅう #
間違っているかもしれませんが、境界条件の定義タイミングが考えられます。
モデル定義データ内で初期条件として境界条件を定義していないと上記の様になるかもしれません。

# 2003年5月20日 # No.5220 # Marcn #
ハッピーさん,ありがとうございます。
説明が不十分で申し訳ありません。

モデルの考え方は円柱に円錐形圧子を押込むというものですので,
ハッピーさんの図のとおりです。
境界条件としては,ハッピーさんの図を使わせていただくと,

A+++++B
+++++
++++
+++
++
C
D==========E
===========
F==========G

変形体はD-F間は水平方向に固定させ,F-G間は垂直方向に固定させています。
剛体は,節点をC点に置いてこれをcontrol nodeとします。この節点に水平方向の固定,垂直方向への荷重を加えています。
剛体が荷重により押し下げられ,変形体に接触,押込みが起こるという境界条件を入れているつもりでいます。
この条件で解析を行います。
結果としてはD-F間と剛体は水平方向に移動してしまいます。
特にD点はC-B間のcurveに沿って移動していきます。またF-G間が垂直方向に移動してしまいます。
理想としては,境界条件のとおりにD-F間は垂直方向のみの変位,F-G間は変位がない状態になってほしいと考えています。
解析プログラムはMarc2001を使用しています。
他に入力すべきところがあるのでしょうか?
説明が下手で申し訳ありませんが,よろしくお願いします。

# 2003年5月20日 # No.5223 # ハッピー #
なんかバラバラ事件ですね(^^;;
いなちゅうさんご指摘の件は大丈夫ですか?
Model Definition の中で拘束条件を設定されているかどうか。
ここで設定していると、History Definitionでは拘束条件は不要で与えるのは荷重のみです。
あと、剛体ですからControl NodeのC点は回転も拘束する必要がありませんか?
#訳が分らなくなったときは、一旦、接触をやめて下の変形体だけにしてD点を押すような単純な問題で拘束条件を確認しましょう。　一歩後退二歩前進です。

# 2003年5月20日 # No.5225 # atmori #
> モデルの考え方は円柱に円錐形圧子を押込むというものですので,

すんません、よくわかってないのかもしれませんが、
少なくとも軸対称モデルにしているならば、D点等のX=0の点はどう設定してもX方向には動きませんよね?

# 2003年5月19日 # No.5216 # Marcn #
いなちゅうさん,ハッピーさん,atmoriさん,
貴重な意見ありがとうございます。

> モデル定義データ内で初期条件として境界条件を定義していないと
> 上記の様になるかもしれません。
by いなちゅうさん

> Model Definition の中で拘束条件を設定されているかどうか。
> ここで設定していると、History Definitionでは拘束条件は不要で
> 与えるのは荷重のみです。
by ハッピーさん

Marc Mentatを使用しているのですが,Boundary Condition内で境界条件をモデルに付与しているのですが,この境界条件のつけ方自体が違うのでしょうか?
自分自身が超初心者なため,Model DefinitionやHistory Definitionとはどこで定義するものなのかがわかりません(*_*;
せっかくの貴重な意見なのですが活かすことができない状態です。
もうしわけありません。この点について教えていただけないでしょうか?

> 剛体ですからControl NodeのC点は回転も拘束する必要がありませんか?
by ハッピーさん

必要あると思うのですが,この場合はControl Nodeのほかにもう1点,回転を制御させる節点が必要なんでしょうか?マニュアルをみると,節点を追加しなければ回転が起きないようなことが書いてあったのですが・・・。
これは違うのでしょうか?

> 少なくとも軸対称モデルにしているならば、D点等のX=0の点はどう
> 設定してもX方向には動きませんよね
by atmoriさん

軸対称モデルにしているつもりで解析を行ったのですが,このようになってしまいました。

質問ばかりで申し訳ありませんがよろしくお願いします。

# 2003年5月20日 # No.5228 # atmori #
AnsysEDで趣味レーションしてみました。
円錐だと収束しないです。(そこがEDのメッシュ数の悲しさで)
円錐台にしました。あと軸対称じゃなくて1/4モデルにしました。
1/4にして、分割面を対称境界にしました。こうすれば
モデルが横方向に動くことが防げます。
　まぁあんまり細かいこと書くとツッコミが来るので、そこはそれ、
趣味レーションで(笑)、
要は「1/4対称モデルだとどうでしょうか?」って書きたかっただけです。
↓(93kB)
http://bbs.nc-net.or.jp/forum/jump.php?bbs_type=12&touri=http://atmori.info/engineer/test/p2.gif

# 2003年5月20日 # No.5229 # いなちゅう #
> Marc Mentatを使用しているのですが,Boundary Condition内で
> 境界条件をモデルに付与しているのですが,この境界条件のつけ方
> 自体が違うのでしょうか?
> 自分自身が超初心者なため,Model DefinitionやHistory Definitionとはどこで
> 定義するものなのかがわかりません(*_*;
> せっかくの貴重な意見なのですが活かすことができない状態です。
> もうしわけありません。この点について教えていただけないでしょうか?

BoundaryConditionsで設定した条件を、LOADCASES>MECHANICAL>STATIC>LOADSで選択します。ロードケースを後で作成したのならばデフォルトで選択されているとは思いますが。
ModelDefinitionにこの条件を既述するには、JOBS>MECHANICAL>INITIAL LOADSで選択します。これも上記と同様JOBSを後で作成したのならばデフォルトで選択されます。
両方とも確実な確認方法は、*.datファイルを開いて見ることです。

>> 少なくとも軸対称モデルにしているならば、D点等のX=0の点は
>> どう設定しても X方向には動きませんよね
> by atmoriさん
>
> 軸対称モデルにしているつもりで解析を行ったのですが,このよう
> になってしまいました。

念のために確認ですが、対称軸はX軸にしてますよね?

# 2003年5月20日 # No.5230 # ハッピー #
>> 軸対称モデルにしているつもりで解析を行ったのですが,この
>> ようになってしま
>> いました。
> 念のために確認ですが、対称軸はX軸にしてますよね?
by いなちゅうさん

そうそう、いなちゅうさん仰るように、MARCは軸対称モデルの座標が大多数のソフトとXYとRZの対応が逆です。これを間違えると拘束条件ははちゃめちゃです。
画面で見たときに水平方向(X)がZ軸つまり対称軸です。
「豚の丸焼き」とでも言いましょうか(笑)

# 2003年5月20日 # No.5231 # Marcn #
ハッピーさん,いなちゅうさん,atmoriさん,ありがとうございます。

atmoriさん,解析図ありがとうございます。いま2次元で解析をしていて,この問題が解決した次の段階で図のようなモデルを使用した解析を行おうと思っていたので,参考にさせていただきます。

> そうそう、いなちゅうさん仰るように、MARCは軸対称モデルの
> 座標が大多数のソフトとXYとRZの対応が逆です。これを間違え
> ると拘束条件ははちゃめちゃです。
> 画面で見たときに水平方向(X)がZ軸つまり対称軸です。
> 「豚の丸焼き」とでも言いましょうか(笑)

座標系,全く考えていませんでした。
XYを直行座標系とすると,RZは円筒座標系と考えればいいのでしょうか?
XYとRZの対応が逆というのはどのような意味なのでしょうか?

「豚の丸焼き」でモデル的にはかなり理解できました。
行っている解析では,デフォルトの状態で前の図のように,モデルを作成したため,たぶん対称軸はY軸となっていると思います。
やはり,これが原因でしょうか?
よろしくお願いします。

# 2003年5月20日 # No.5232 # ふじた #
> 座標系,全く考えていませんでした。
> XYを直行座標系とすると,RZは円筒座標系と考えればいいのでしょうか?
> XYとRZの対応が逆というのはどのような意味なのでしょうか?

横レスですが、Marcで下図のまんま解析を行えば、
F-G(画面のX方向)を対称軸とする円柱の曲面?に剛体を押し付けて
しまっています。
D-Fを画面のX方向に向けなければ、意図されている解析は
できていないということですね。

あと蛇足ですが、、ポストファイルを読み込めば、
MENTATで拘束点反力(Reaction force)も確認できますんで、
拘束自由度のそれを一度確かめてみるのも良いかと思います。

# 2003年5月20日 # No.5233 # ピピ #
あんまり楽しそうなので、横レスの横レスです(^_^)

> 横レスですが、Marcで下図のまんま解析を行えば、
> F-G(画面のX方向)を対称軸とする円柱の曲面?に剛体を押し付けて
> しまっています。
> D-Fを画面のX方向に向けなければ、意図されている解析は
> できていないということですね。
by ふじたさん

でもね。そうだとすると、剛体はリング状になるから、剛体だとすると動かないことになりません?

それに、
> 結果としてはD-F間と剛体は水平方向に移動してしまいます。
> 特にD点はC-B間のcurveに沿って移動していきます。またF-G間が
> 垂直方向に移動してしまいます。
by Marcnさん

ということだから、ふじたさん指摘のようにF-Gを回転軸にしてるとしたら、F-G間が垂直方向に移動できないし...
可能性としては、回転軸がオフセットしちゃってるくらいしか無いような気がします。
点FがX-Y平面上で(0,0)になってますか?

#MARCって、軸対象要素の回転軸がX軸なんですね。知らんかった。

# 2003年5月21日 # No.5235 # ふじた #
> でもね。そうだとすると、剛体はリング状になるから、剛体だとすると
> 動かないことになりません?
by ピピさん

ってか、よくよく考えれば「軸対称剛体」なんて定義できるの?
という疑問が。。(汗

> 可能性としては、回転軸がオフセットしちゃってるくらいしか無い
> ような気がします。

(軸対称要素を使用していれば)確かにF-Gが画面の垂直方向に動くのは、それがオフセットされていなければあり得ないですね。

D-FのX方向(画面の水平方向=軸方向)にきちんと拘束が定義されていれば、水平(軸)方向には動くのは不自然なので、拘束反力を確認されては?
と書かせてもらったんですけど、どうも解せない点が多いです。(^^;;

やはりハッピーさんご指摘のように変形体だけで、
挙動を確認するのが近道ですかね。
「一歩後退二歩前進」、良い言葉だぁ～。 (自戒)

#Model Definition
　endカードからend optionカードまでの初期線形解析データ区分。
　とりあえず、ここにfixed dispカードが書き出されているか要確認です。

# 2003年5月22日 # No.5238 # ハッピー #
> 「豚の丸焼き」でモデル的にはかなり理解できました。
> 行っている解析では,デフォルトの状態で前の図のように,モデル
> を作成したため,たぶん対称軸はY軸となっていると思います。
> やはり,これが原因でしょうか?
by Marcnさん
・座標系は先ず修正しましょう。X軸→Z軸(対称軸)、Y軸→R軸。
　つまり、先の図を左に90度回転した状態でモデル化。これはMust
　　入力データは、
　　　　節点番号　、Z座標　、R座標
　　の順に並ぶはずです。(他ソフトは,節点番号、R座標、Z座標)
・ここは、やはり一歩後退して変形体だけで、先ず解きましょう。その後で二歩前進。
ところで、プリポストは何を使っておられるのでしょうか?　
よければ教えて下さい。

#atmoriさんの趣味レーションには、いつも感服です。

# 2003年5月22日 # No.5239 # Marcn #
みなさん,ありがとうございます。
プリポストはMarc/Mentat2001を使用しています。
みなさんの意見を参考にさせていただいた結果,何とか解析ができました。
やはり座標系や境界条件に問題があったようです。
ほんとうにありがとうございました。

# 2003年5月23日 # No.5247 # atmori #
> atmoriさんが苦労されたように難易度の高い問題ですから、

なはは。実務でも「収束するように、Eとか摩擦係数とか好きな様にイジっていい」なら、全然苦労しないんですけどねぇ
(編集担当：Happy 2003/10/18)

<接触解析のアルゴリズム、Penalty法他>

# 2003年3月23日 # No.5013 # eggplant #
初めて書き込みいたします。
最近FEMの勉強を始めました初心者です。
Pro/Mechanicaを使用していまして、接触解析を行う機会があり
もっともらしい(?)結果が出てくるのですが、ウラで何が行われているのかが良く分かりません。
最近では　接触解析についても、この掲示版に載るようになり参考にしようと思っているのですが　知識が足りず、皆様方の書き込みの内容が理解できない状況です。　
そこで　FEMによる接触解析の基礎を学びたいのですが、どなたか良書をご存知でしたら教えて頂きたいのですが
宜しくお願い致します。

# 2003年3月24日 # No.5014 # ハッピー #
接触問題を広く扱った参考書というのは、あまり見ないような気がします。
・Penalty法
・Lagrange未定常数法
・自由度消去(接触面上に拘束)
あたりが一般的かと思いますが...
塑性加工の論文当たりで検索すると引っかかりそうかなぁ
(親切なマニュアルの理論編には参考文献が記載されていますね)

#Mechanicaの接触に関しては、掲示板で、ウン年前に話題に上がりましたね。

# 2003年3月24日 # No.5015 # たかし #
私のおすすめは
FINITE ELEMENT PROCEDURES FOR CONTACT-IMPACT PROBLEMS
,ZHI-HUA ZHONG,1993,OXFORD UNIVERSITY PRESS
です。
結構、有名な文献なので、どうでしょう?

# 2003年3月24日 # No.5018 # ハッピー #
> 私のおすすめは
> FINITE ELEMENT PROCEDURES FOR CONTACT-IMPACT PROBLEMS
> ,ZHI-HUA ZHONG,1993,OXFORD UNIVERSITY PRESS
> です。
by たかしさん
接触問題の代表的な参考文献として名前だけ見たことがあります。
よろしければ、サマリを簡単に紹介願えませんでしょうか
一般的な立場から、接触の種々のアルゴリズムの概説や比較がされているのでしょうか?
宜しくお願い致します。

# 2003年3月24日 # No.5019 # たかし #
ここでメインになるのはLagrange multiplier methodです。その比較対照としてペナルティ法についても記述されています。また、前振りとしてペナルティ法のほかに
augmented Lagrangian metod(Fortin and Glowinski)
perturbed Lagrangian metod(Simo et al. ,Kikuchi and Oden)なんかも引き合いに出されています。
一般的な摩擦モデルやコンタクトサーチもあり、比較的、広い範囲を扱っています。理論もさる事ながら私が特に気に入っているのは解析事例が豊富にあるという点です。今、私はペナルティ法を使っていましてLagrange multiplier methodの適用が可能かどうか検討している段階で詳しい事はお教えできませんがこの様な内容でよろしければ、御参考にしてください。

# 2003年3月25日 # No.5020 # ハッピー #
有り難うございました。
何とか手に入れたい本ですね。ソフトを自作できるだけの情報がありそう。
因みに、たかしさんは、どのような分野で接触byPenalty法接触を使っておられるのでしょうか?　宜しければご紹介頂けませんか?

# 2003年3月25日 # No.5024 # たかし #
私は板成形、鍛造等の解析でPenalty法による接触解析を行っています。Penalty法ってのは扱い易いけど、精度は?と何か釈然としないジレンマに頭を痛めています。精度をあげるためにpenalty数を上げると計算が不安定になりますし。そこで今いろいろとこれらを解決してくれるような手法を検討しているんです。本当に頭がいたい。

# 2003年3月25日 # No.5025 # ハッピー #
接触の場合のPenalty数はダミーのバネ定数ですから、無限大にしたいところですね。
シェルが上型と下型に挟まった状態だと、シェルには板厚方向の剛性がないから無限大剛性の型同士がシェルを板挟みにして押し合う格好になっちゃうのかな?
そんな所のPenalty数はかなり高くしても良いのでしょうか。
Penalty数を一定値でなく、場所により、状態(局部剛性)により、不安定にならないギリギリの高い値にAdaptiveに変化させるような手法があるのかな。

# 2003年3月26日 # No.5029 # Tuto #
接触にはほとんど詳しくないのですが、近々行わなければならないかも
しれないので、つい反応してしまいました。無知な質問ですがお許し下さい。

> 接触の場合のPenalty数はダミーのバネ定数ですから～

バネ定数と言うことは、相手に接触した際の反力(反発力?)と考えて良いのでしょうか?
例えば、相手が鉄だった場合は20000(N/mm2)　←ヤング率
でもそれが無限大にしたいとなると、ちょっとの接触でも無限の反発力?

# 2003年3月26日 # No.5031 # たかし #
> Penalty数を一定値でなく、場所により、状態(局部剛性)により、
> 不安定にならないギリギリの高い値にAdaptiveに変化させるよう
> な手法があるのかな。
byハッピーさん

うちのシステムは体積弾性係数Kに比例する形なのでシェルの板厚方向の剛性がないとかいう事は影響ないです。
また、Adaptiveに変化させるってのは面白そうですね。でも、また悩みが増えそうで怖いです。

# 2003年3月26日 # No.5032 # ハッピー #
> バネ定数と言うことは、相手に接触した際の反力(反発力?)
> と考えて良いのでしょうか?
> 例えば、相手が鉄だった場合は20000(N/mm2)　←ヤング率
> でもそれが無限大にしたいとなると、ちょっとの接触でも無限の反発力?
by Tutoさん

相手とこちらの間の仮想的なバネですね。
物理的に突き刺さりでもしない限り「めり込み」はしないので、本来はバネ=無限大。
でも、そうすると解けないから、有限の「十分大きな値」を与えるわけですが、
すると大きな押しつけ力が作用すると、めり込んで実際と異なる挙動を示してしまう、
つまり精度の低下です。
あくまで、作用反作用ですから、押した力以上の反力が発生することはないです。
バネが堅いと変形も小さいわけです。
(編集担当：Happy 2003/10/18)

<円錐の押しつけ、MARC>

# 2003年3月18日 # No.4985 # かず #
初歩的な質問で恥ずかしいのですが・・・
現在MARC2001を使用し3D接触解析を行っています。
円錐の表面をした土台に円錐の外表面をもった物体が押付けられる
といったものです。ここで摩擦係数0.3(クーロン)を設定し解析
させているのですが,インクリメントの途中でreduceをおこしてしまい,同じインクリメントでグルグルまわって,なかなか収束しません。
荷重はauto loadにて与えています。
荷重増分を小さくしてステップを増やすしかないのでしょうか?
また,CONTACTのところで指定している,相対すべり速度の絡みもあるのでしょうか?
今,根拠もなく1.0e-5を設けています。
どなたか,アドバイスをお願い致します。

# 2003年3月18日 # No.4987 # チャーリー #
気が付く範囲で申し訳ないですが
1.第一勘、すべって転がり落ちているという気がします。
2.そこで、強制変位でまず確かめます。
3.問題ないようでしたら、ギャップと貫通をある程度含ませます。
プロパティが手元にないので、思いつきませんが***distance 0.001とか0.01
4.何度か本掲示板でも出てきているのですが、
ニュートンラプソンから、増分法でIteration解法を変更します。
5.その他には、logを見ましょう。
関連節点番号含めて、なんかしらメッセージがでてきているはずです。

# 2003年3月20日 # No.4996 # ふじた #
> また,CONTACTのところで指定している,相対すべり速度の絡みも
> あるのでしょうか?
> 今,根拠もなく1.0e-5を設けています。
> どなたか,アドバイスをお願い致します。
by かずさん

「相対すべり速度」に関してはマニュアルA編に詳しく記載されてますよ。
その値が小さいとより実際に近いんでしょうが、収束性は悪くなります。
入る荷重にもよると思いますが、1.0e-3ぐらいでも摩擦係数を変えてみて、接触面の「すべり量」に明確な違いが出ていればモデル化としては
問題はないと思います。もしまだ検討中でしたらお試し下さい。
(間違いがあれば、どなたかフォローお願いします。^^;;)

・・ご質問の回答にはなっていないと思いますが、
接触では、よく私も苦労しているので「reduce」の原因と
対処法が特定できれば、ぜひ教えて欲しいです!
(編集担当：Happy 2003/10/18)

<shell要素の接触について・・・>

# 2003年3月16日 # No.4970 # wata #
　はじめまして.ABAQUS　6.2で解析を行っているwataです.
皆様にご指導いただきたく書き込みさせていただきました.
題名にあるように,shell要素の接触なのですが,要素(S4R)の両面に接触を決定しても問題はないのでしょうか?
というのは,3つのパート,A(剛体),B(S4R),C(S4R)があり,Bに対してA,Cが両サイドから接触するモデルを考えています.
ですから,BにはAとの接触領域(スレーブ)と,Cとの接触領域(マスタ)を決定することとなります.
このモデル化は問題ないでしょうか?皆様よろしくお願いいたします.

# 2003年3月16日 # No.4971 # ハッピー #
節点は表裏共有ですから、同じ節点をマスターとスレーブにという、ジキルとハイドのような扱いは出来ないでしょう。
Cをマスターに出来ないのでしょうか?　
板成型解析なんかでは、板が下型と上型に挟まれるわけですから、両方の型がマスターになる。

# 2003年3月16日 # No.4972 # wata #
wataです.ご返事ありがとうございます.
Cをマスタにすることは可能であります.ということは,shell要素で両サイドから挟まれる(接触する)モデル化自体は可能ということでよろしいのでしょうか?

# 2003年3月18日 # No.4979 # ハッピー #
> Cをマスタにすることは可能であります.ということは,shell要素
> で両サイドから挟まれる(接触する)モデル化自体は可能ということ
> でよろしいのでしょうか?
by wataさん

剛体Aと変形体CにシェルBが挟まれる状況。
A、CがマスターでBがスレーブというのは無理ですね。済みません。
スレーブ(奴隷)が複数のマスター(主人)に仕えることはないですから。
逆に、Bがマスターで、A、Cがスレーブというのはアリでしょう。
でも剛体をスレーブにはできないから、変形体でモデル化する必要があるかナ。
もともとシェルの接触は板厚の問題やら面外方向の剛性の問題やらが
ありそうなので、解けるものならソリッドにした方が良さそうな気がします。
最近、Abaqusはご無沙汰で自信がありません。

ユーザーサブルーチンのEquationを使えば、かなり自由度のある接触ロジックが組めたと思いますが...

# 2003年3月19日 # No.4992 # wata #
ご助言ありがとうございます.ユーザーサブルーチンのEquation勉強してみます.
また,ソリッドでのモデル化もおこない検討してます
(編集担当：Happy 2003/10/18)

<接触解析の評価について>

# 2003年2月5日 # No.4712 # ふじた #
MARCで接触解析をやることが多いのですが、収束解は得られたものの
理論のバックグラウンドが乏しいため、今ひとつ自分が出した結果に
自信をもてないでいます。
現在下記のような評価を行っているのですが、
『そんなもんだけじゃあ、評価とは言えん!!』というところがあれば、どなたかご指摘、ご教授下さい。
<<結果の評価>>
1.接触面のNORMAL STRESS(FORCE)
　　　分布が滑らかではない　→要、細メッシュ分割
2.接触反力の履歴
　　　滑らかに推移していない　→要、貫通チェック
　　　　　　　　　　　　　　　→要、荷重増分小
3.非線形計算の評価
　　OUTファイルで残差力、変位テスト、リサイクル数の確認　　
<収束対策>
　　a)荷重増分の見直し
　　b)モデル化の見直し
　　c)固着、乖離判定角度の緩和 or ボディ内の不連続箇所の定義
　　d)収束判定条件の緩和(残差力or変位テスト、最大ステップ数)
　　e)非正定マトリクスの強制解法(要チェック)
以上よろしくお願いします。

# 2003年2月6日 # No.4717 # ハッピー #
チェックリストのように纏めておられるんですか?
細かなチェック。参考になります。　

> 　　d)収束判定条件の緩和(残差力or変位テスト、最大ステップ数)
Marcって、デフォルトの収束判定が相当甘かったですよね?
接触力に加えて面圧も見た方がよいかも。
局所的に降伏するような面圧が立っているかも知れないし。

# 2003年2月6日 # No.4718 # チャーリー #
こんばんは、ふじたさん。
いいんでは、ないでしょうか。
問題もいろいろあると思いますが、接触解析は移動境界解析とも言われますので接触の際の、境界条件の確からしさが重要かと思います。
曲面やコーナーの処理　接触面移動の際の摩擦定義なんかは
プロセス確認で、いつも苦労と時間を費やします。
実際には、ありえない物理形状にもよくします。
よく、接触解析はうまくいったとおもいきやオーラス近辺で
止まっているんですよね。(笑)
ほとんどは、非線形材料変形での無理がたたっているのですが、
ペナルティ数などいじってみてもよいですよ。

# 2003年2月6日 # No.4733 # ピピ #
> MARCで接触解析をやることが多いのですが、収束解は得られたものの
> 理論のバックグラウンドが乏しいため、今ひとつ自分が出した結果に自身を
> もてないでいます。
> 現在下記のような評価を行っているのですが、
byふじたさん

ノウハウってまとめるのが難しいですよね。
分からない人には、ものすごく大切なヒントなのに、一旦モノにできちゃうと
当たり前になっちゃったりして、他の人の苦労が分からなくなってしまう。

ふじたさんの様に、他の人が活用できるような情報をまとめる努力って、大事
ですよね～。

「ピンクの本」にあるように、妥当性評価のフローチャートみたいなものが
できたら、ぜひ私にも分けてください(^_^)

# 2003年2月7日 # No.4738 # ふじた #
ハッピーさん、チャーリーさん、ビビさん。レスありがとうございます。

> チェックリストのように纏めておられるんですか?
> 細かなチェック。参考になります。　
> Marcって、デフォルトの収束判定が相当甘かったですよね?
> 接触力に加えて面圧も見た方がよいかも。
> 局所的に降伏するような面圧が立っているかも知れないし。

チェックリストまでは行きませんが、新たな問題に直面し
何らかの対策方がわかれば、その都度メモ程度に書き残したりはしてます。
「自分の記憶力ほど当てにならないもんもない!」
がことの発端でが。(笑
Marcのデフォルト(相対残差力0.1)が相当甘いという認識はありませんでした。
ABAQUS、ANCYS等の他ソルバーってもっと厳しいんですか?
面圧はMENTATのnormal sterssで確認するようにはしてるんですが、
ハッピーさんの No.2341 記事を参考に今度比較調査してみたいと思います。

> よく、接触解析はうまくいったとおもいきやオーラス近辺で
> 止まっているんですよね。(笑)
> ほとんどは、非線形材料変形での無理がたたっているのですが、
> ペナルティ数などいじってみてもよいですよ。
　by チャーリーさん

・・すいません。(笑)のツボがわかりませんでした。(汗
恥を偲んでお聞きしますが、「オーラス近辺」ってどういう状態をさすんでしょうか?
「ペナルティ数」も初耳でして、マニュアルを調べたんですが、
『演算子マトリクスの最大対角項値』うんぬん、、が、
ここでお聞きしても理解できない恐れがあるので、
もうちょっと勉強してから出直します。
(↑PARAMETERSの2番目のカードシリーズ2番目で定義する数値。
　　との推測もとに話しています。)

> 他の人が活用できるような情報をまとめる努力って、大事ですよね～。
by ビビさん

現状では、マニュアル等を参照したところで、
解析専任者以外に「3次元で接触解いて!」と言ったところで無理があると思うんですよ。
某板でビビさんも「CAEの本格普及」について触れられていましたが、
この板の有識者の皆さんに有益な実用書を作って頂けたらなぁ、、
と私も密かに期待してます。(笑
私では「当てにならない性格診断」以下の信憑性になりそうなんで。(^^;;

# 2003年2月7日 # No.4742 # よし☆彡 #
>・・すいません。(笑)のツボがわかりませんでした。(汗
>恥を偲んでお聞きしますが、「オーラス近辺」ってどういう状態を
>さすんでしょうか?
>「ペナルティ数」も初耳でして、マニュアルを調べたんですが、
>『演算子マトリクスの最大対角項値』うんぬん、、が、
>ここでお聞きしても理解できない恐れがあるので、
>by ふじたさん

オーラス近辺ってのは,計算終了付近ってことでしょう.
確立からいえば計算終了付近のほうが,メッシュもゆがみ残差も蓄積しかなり落ちやすいでしょうからね.

ペナルティ数ってのは接触する物体間のばね定数のことですよ

# 2003年2月7日 # No.4746 # チャーリー #
もう既にマニュアルの断片見つけられてるかと思いますが接触解析のA接触解析に見つけました。

よし☆彡さん指摘されていることです。
貫通量に応じた制御をしてくれるとかかれてます。
変形体同志形状によっては、default値が大きすぎる場合が多々あります。
なんかよくよく構成式をみるとペナルティ数は、アワーグラス係数にそっくりです。

# 2003年2月9日 # No.4753 # ふじた #
ペナルティ法のとこですね。勉強になります。
・・っていうか、どこで接触の「数値解法」を指定してたっけ?
という次元の自分にびっくりだったり。。

> PatranとMarcの相性って大分良くなったのでしょうか?
　by チャーリーさん
1対NのTYINGが設定できなかったり、荷重タイプを非等分布に
変えれなかったり?とまだまだ不都合も感じますが、
PATRANの利点も多いので個人的にはver.2003に期待を寄せています。
(編集担当：Happy 2003/09/28)

<CATIA-V5による球体接触解析>

# 2003年1月27日 # No.4638 # レトロフィッター #
CATIA-V5R9にて、静的弾性解析(GSA)をトライしているCAE初心者ですが、スチール球体を固定スチール平面に接触拘束して、その球に法線荷重を与えて計算させると、何時もSingularity detected(relative pivot too small)のErrorがでるのは、
ベアリング荷重のサポートが無いためでしょうか?
それとも球体を多面体に変換しないといけないのでしょうか?
どなたか平易にお教え下さらないでしょうか、宜しくお願いいたします

# 2003年1月27日 # No.4640 # ヒヨコ #
> スチール球体を固定スチール平面に接触拘束して、
> その球に法線荷重を与えて計算させると、
球面と平面の接触拘束と言う事は、一点拘束なのですか?
どこが注目したいかによるとは思いますが、不安定すぎる拘束方法だと思います。
実際に球体が一点で拘束される事は無いと思います。
エラーが出るのはそのためではないでしょうか?拘束条件を見直されては?

# 2003年1月27日 # No.4641 # ピンクのムカデ #
球と板面の接触解析について、まず、コネクションアナリシスにて
距離結合をすることは単に面と面とのペアリングです。
次に、ジェネレティブ・ストラクチャ・アナリシスにて距離結合に
対して接触モードを指定したことになるだけです。
よって、板の端面を仮に完全拘束していても球体については、
全く拘束条件が無い事が原因です。
(球体とを剛体結合すれば解けるかもしれませんが)
荷重方向を考慮して球体に拘束を与えれば解けます。
簡単なモデルでエラーを確認した後に、
球体に拘束条件を与えたら解けました。
(編集担当：Happy 2003/09/28)

<MARCでの接触乖離力の設定について>

# 2002年12月25日 # No.4332 # Pero #
MARCのContactを使って接触問題を扱っているときに(軸対称要素使用)たまに,節点が,剛体壁から,離れないときがあります.
で,回避策として,乖離力の値を修正しようとおもうのですが,
どれくらいにしていいのか分かりません.
経験値をいれるしか手はないのでしょうか?

# 2002年12月25日 # No.4327 # チャーリー #
> #10,あるいは#116(#の低減積分要素)です.
> MARC2001を使ってますが,接触問題に適応可能だったと思います.

最近御無沙汰なのと、推測ですので適当に見て下さい。
例題集を見ましたら、#10の例題たくさん載っておりました。すみません。
それで、乖離力ははく離力でいいのですよね。
久々に、mentat画面をみておりますが、
separateカードのことですね、forceとstressと選択できるようですね。
対象節点の作用している対象力や応力を見てその値を参考にすれば
いいのかなと考えてます。
shearでしたら、摩擦力と垂直荷重といった案配です。
postにcontact　force　や　stressを設定できたと思います。
他には、separate=0では成立しないのでしょうか?

# 2002年12月25日 # No.4332 # いなちゅう #
>MARCのContactを使って接触問題を扱っているときに(軸対称要素)
>たまに,節点が,剛体壁から,離れないときがあります.
>で,回避策として,乖離力の値を修正しようとおもうのですが,
>どれくらいにしていいのか分かりません.
>経験値をいれるしか手はないのでしょうか?
by Peroさん
> postにcontact　force　や　stressを設定できたと思います。
> 他には、separate=0では成立しないのでしょうか?
by チャーリーさん
separate=0にするとデフォルト値が設定されたと思います。
節点力での判定の場合、デフォルト値は最大残差力です。
確認していないので何ともいえませんが、収束判定値を厳しくする
ことにより改善されるかもしれません。
あと考えられるのは、チャタリングの制御です。
チャタリングを抑止するために増分内の接触検知後の解離を抑制して
いると、質問の様な現象が起きるのかも知れません。
どちらも確認していないので外していたら申し訳ありません。

# 2002年12月25日 # No.4337 # Pero #
チャーリーさん,いなちゅうさん,丁寧なレスありがとうございます.
お二人は通常,デフォルトの最大残差力(separate=0)で,解析されてますか?

# 2002年12月26日 # No.4339 # チャーリー #
Glueオプションのときにseparateを利用してた気がします。
メモを見てるのですが、接触判定(error　&　bias)と解離判定(fntol)とあり
これがまず適切かどうかといったところが気になります。
一番は接触収束を気にするあまり、接触判定が大きくなっていたり
じつは計算上は微小な貫通が起こっていたりなどあるかもしれません。
ではでは、
(編集担当：Happy 2003/09/28)

<Pro/MECHANICA-Motionの接触領域を含む解析について>

# 2002年2月6日 # No.2745 # メカニカユーザー #
題名の件で、壁にぶつかっています。

接触領域を含む動解析(衝突、ころがり、落下問題など)をやっているのですが、制限事項によって解析が限られてしまい、思うようにいきません。

～　制限事項例　～
1)　エッジ(付近)での接触はサポートしていない。
2)　接触領域は、移動体からみえる面しか認識できない?

ほかにもありますが、これらの制限事項を回避するための時間ばかり
が経ってしまい、思うように行きません。
メカニカモーション、特に接触領域に関して詳しい方、アドバイス等
お願いします。

# 2002年2月6日 # No.2747 # imada #
これは、どのような事をしたいのでしょうか?
ソリッド面の法線方向を反転したいとか?

# 2002年2月7日 # No.2751 # メカニカユーザー #
ご返答ありがとうございます。

> これは、どのような事をしたいのでしょうか?
> ソリッド面の法線方向を反転したいとか?

例えば、球や円柱状のものが経路に沿って落下・移動していくようなもの
を考えています。そのときに、移動体(球や円柱状)と経路とで接触ペア
を定義します。経路の方はソリッド面を接触サーフェスに指定し、法線方向
は外側を向いています。そのときに、移動体が初期位置にあり、移動体の
視点で考えたとき、見える範囲内でしか接触領域が認識できないという
ことがあります。初期位置では見えない面(接触が予想される面)を指定
しますと、解析時間が0秒でエラーが出てしまいます。

mechanica-motionの接触領域の定義の仕方や機能について、どんな情報
でもいいのでアドバイス等お願いします。

# 2002年2月7日 # No.2752 # imada #
球と角パイプというごく単純な形状でやってみましたが、初期位置で見えない面でも接触は設定できました(解析もそれらしく出来ました)。
全ての面を一度に「接触領域」に入れ込んではいませんよね。

エッジコンタクトは今のところどうにもしようがないようです。
うちでもこの制限のため、なかなかMOTIONを接触解析に使えていません。

#接触面が増えてくると、設定を少し変えただけで途中で
止まったりうまくいったりとなかなか安定しませんでした。
もう少し上級のノウハウが必要そうですね。(時間がかかりそうなのでペンディングです ^^;)

# 2002年2月8日 # No.2758 # メカニカユーザー #
アドバイスありがとうございます。

> MOTIONでの接触解析の件、接触面が増えてくると、設定を少し変えただけで途中で
> 止まったりうまくいったりとなかなか安定しませんでした。

個別に接触面を指定したり、新たにサーフェスを作成したり
時間刻み幅を小さくしたり、微小なRをつけたりと、いろいろ試しては
いるのですがなかなか思うようには行きません。
接触面を認識できるかについてですけど、曲面になると余計難しくなるような気がします。
また、それぞれが独立した部品(ソリッド)への接触になると、
認識するのが難しいと思われます。これからもいろいろ試してみます。

ありがとうございました。
(編集担当：Happy 2002/03/10)

<Pro/MECHANICA-Motionの接触領域について>

# 2001年10月16日 # No.2028 # okada #
ピンポイントな質問で申し訳ありませんが、表題の件で悩んでいます。

接触領域は、基本的に球サーフェスと接触サーフェスなどで定義します。
接触サーフェスの選択で一つの問題が生じ、先に進むことができません。

ヘルプを参照すると、"シャドー問題”として出ています。
平面(接触サーフェス)に深さがないため球(球サーフェス)が平面に
深く食い込んでいるのか、あるいは平面の裏側にあるのかを判別できない
からとあります。

あるボディが他のボディのシャドーに入っている場合、まったく接触していないボディ間の食い込み量の距離が、過度であると誤ってレポートする可能性が
あり、そのためのエラーが出て、先に進むことができずにいます。

どなたか、この件に関して分かる方おられましたら、お願いいたします。

# 2001年10月16日 # No.2029 # デビルマン #
計算上不要なのであれば無視すれば良いと思うのですが、接触するその瞬間が
無視できないのであれば。。。。。

当たる瞬間の時間刻みを細かくされてはいかがでしょうか?MECHANICA・MOTIONは時刻歴で積分計算されますので、Δtをいじくることで結構解決できたりします。

>平面(接触サーフェス)に深さがないため
もしかしてサーフェスモデルを利用されていますか?もしサーフェスで
造られているのであれば、ソリッドモデルにすることで材料の肉厚側が
認識できると思いますので、計算できるかも知れません。

あまりアドバイスになりませんでしたね。。。。
(編集担当：Happy 2002/03/10)

<Marc/MENTATで面圧を表示するには?>

# 2001年12月3日 # No.2330 # ryu-man #
MARC/Mentatを使用している、CAE初心者です。Mentatのポスト処理で、2つの変形体を押し付けた時の2つの変形体間に発生する面圧のみを出力したいのですが。
何か良い方法をご教授願います。

# 2001年12月3日 # No.2331 # のえる #
ryu-man さんこんにちは。
Normal Stress では、だめなのでしょうか?

# 2001年12月4日 # No.2334 #　ハッピー #
こんばんは。Mentatは知らないのですが、NormalStressが表示できるんですか?
どうやって求めるのでしょうね。
積分点から表面応力を外挿して座標変換でもするのかな?　とすると精度は期待しにくいか接触はスレーブ点の節点力で判定しますから、面圧もこの節点力から計算する方が接触の度合いを知るには適切のように思います。
節点力をその節点が代表するエリアで除して面圧にするのが、まぁまぁ妥当なやり方かと思います。

# 2001年12月4日 # No.2336 # チャーリー #
コンタクトオプションをつけると、ContactNormalForceで出力されたりします。
私も、はじめてきがつきました。
ハッピーさんのおっしゃる、節点反力からの演算がNORMALならぬノーマルと
私も考えます。

# 2001年12月4日 # No.2337 # ryu-man #
お答えを下さった皆さん、こんにちは。そして有難うございます。
　非常に参考になりました。自分で色々とやってみたいと思います。
　ところで、皆さんが下さったお答えの中でいくつか分からない言葉等がありましたので、よろしければご教授下さいませんでしょうか?
　
　先ず、ハッピーさんがお答えくださった方法についてですが、スレーブ点、節点反力というのはいかなる物なのでしょうか?初心者の上に不勉強なもので、しかも社内でこういった知識を持っているメンバーは誰一人としていないため、こういった(ひょっとして初歩的な)キーワードの意味が分からないケースが多いです。
　それと、チャーリーさんがお答えくださった、normal contact force ですが、これはforceですからstressではないんですよね?

　前回初めて、ここに書き込みましたが、これほどまでに皆さんが協力的にアドバイスしてくださって非常に心強いです。
　皆様、今後とも宜しくお願い致します。
　

# 2001年12月4日 # No.2339 # チャーリー #
>節点反力というのはいかなる物なのでしょうか?
英訳すると、reaction force
節点の数値出力を確認されると納得されるかと思います。

>normal contact force ですが、これはforceですからstressではないんですよね?
(contact　normal)forceです。

補足ですが、Stressは、ShareとNormalが算出できます。
材力の書籍を参照されては、、、

# 2001年12月4日 # No.2341 # ハッピー #
こんばんは、スレーブ点はともかく、節点反力はかなり初歩的ですヨ。

接触問題では、ある面がある面に接触するという、「接触する面」と「接触される面」の関係があります。MarcではBody番号の大きい方が小さい方に接触します。接触する面の節点がSlave(奴隷)点で、接触される側の面がMaster(主人)面。Slaveは点でMasterは面です。
変形によってSlave点がMaster面上に達したと判断されると、Slave点はそれまで自由に変形していたのが、Master面を突き抜けられないので面上を滑るように動くことになります。これはプログラム的には、Slave点の変位をMaster面内に拘束する処置が取られます。

　Slave点はMaster面に押しつけられながら移動しますから、Slave点はMasterからその反力を受けます。この節点反力が接触力を表します。変形が進んで、この反力がゼロ以下になった場合、Master面から「離れる」と判断されて、拘束が解除されます。Slave点は接触している間はMasterの支配を受け、反力が負になると解放されて晴れて自由の身になるわけです。
　
　本来の構造物では、面は連続的=Slave点は無限にあるので接触力ではなく面圧となりますが、FEMでは離散化により節点力で接触判定が為されるわけです。
でも、一般的には面圧の方が馴染みやすいので、接触点が分担するエリアを仮定して、節点反力をそのエリアで除して便宜的に面圧とすることが多いようです。

　この「接触点が分担するエリア」は単純なロジックで決められるようです。例えばSlave側に面a(1-2-5-4)、面b(2-3-6-5)が辺2-5を共有して隣接していたとすると、各エリアa,bを1/4に分割し、0.25aと0.25を各頂点に割り当てます。
下記のような接触面を想定します。
4---5---6
X---X---X
X-A-X-B-X
X---X---X
1---2---3
即ち、節点1,4の担当面積=0.25a、節点3,6の担当面積=0.25b、そして両エリアにまたがる節点2,5の担当面積=0.25a+0,25b　と単純な処理です。

以前、自作ソフトに凝っていたときに、上記処理で担当エリアを求め、Marcから出力されるReactionForceを除して面圧を計算し、Patranで面圧分布を作図していました。
ただ、この処理には明らかな不都合があります。

例えば、節点2,3,6,5は接触していても、節点1,4が浮いている場合、本来の接触エリアは面bのみですが、上記ロジックでは節点2,5の担当エリアに0.25aが含まれているため節点2,5の面圧が過小評価されていまいます。
当然、自作ソフトでは、これを回避するロジックを組み込みましたが、ABAQUSはそこまで考えてくれていませんでした。接触領域の端部では面圧にピークが生じるはずなのに?　と疑問に感じる答えが出た場合には、この辺に原因があるかも知れません。
#チャーリーさん、ご指摘のように、反力には、面に垂直方向(Normal)の接触反力と接線方向
(Shear)の摩擦力があり、接触の乖離判定は言うまでもなくNormal反力で行います。
ついでに補足。
Masterは面ですので、Slave点の進入を阻止できますが、Slave側は点でバラバラ(?)なので、仮にMaster側の節点が隣あうSlave点の間に進入してきても、悲しいかなこれを阻止できません。結果的に、メッシュがメッシュに食い込むことになって不合理な現象が計算上起こります。この不都合は完全に防ぐことは出来ないわけですが、少しでも抑えるにはどうするか。
これは、想像されるように、Slave点の密度(間隔)をMaster側より密にするのがGood。
　つまり、接触する2物体についてメッシュが細かい方をSlave、粗い方をMasterにするのが常套手段。(昔のGap要素を使ってた頃はメッシュを一致させる必要があり、メッシュ切りが大変だったわけですが、逆にこのような不合理は生じなかったんですねぇ)

#解析ソフトはSlave側も「Slave面」と表現していても、内部的にはその面に含まれる節点単位で扱いますから、お間違えなく。
(編集担当：Happy 2002/03/10)

<Marcで接触させる剛体を荷重制御するには?>

# 2001年11月29日 # No.2288 # のえる #
すいません、質問ばかりですが。
MARC(AutoForgeでも可)において、剛体を荷重で制御できますよね?
その制御の応用として、ある位置にいる剛体に対して、弾性体のほうから接近するような解析を行いたいのです。
　簡単に言えば、電卓のボタンスイッチのような感じです。ただし、バネではなく、下から一定の荷重で支えられているモデルです。しかも、まさしくボタンのように、弾性体からうける力を少しずつ除去した場合に、ある位置までしか、復帰しない様にしたいのです。

現状の問題点は、次の通りです。
(1)剛体を荷重制御すると、待機位置よりも前進してしまう。
(2)サブルーチンで、剛体を制御する荷重を変動すれば、できるような気もするのですが、剛体が受ける荷重が取得できない(する方法がわからない)。

という点です。つまり皆目検討がつかないでいます。
何か、指標でも教えていただければ、幸いです。

# 2001年11月30日 # No.2289 # ハッピー #
こんばんは。スミマセン、問題が把握できませんのでもう少し詳しくお教え願えませんか?
「電卓のボタン」が剛体で「ボタンを支えるバネ」が弾性体ですか?
電卓の場合、ボタンはバネで上面パネルに裏から押しつけられていますが、その様な状況でしょうか?
「荷重制御」はボタンを押さえる指の力?　

# 2001年11月30日 # No.2290 # のえる #
はっぴーさんこんばんは。
説明不足ですいませんでした。
えっと、「電卓のボタン」が剛体で、「指」が弾性体側になります。
で、「ボタンを支えるもの」が、一定荷重という設定です。

　最初のうちは、指とボタンが離れている上、ボタンが初期位置よりも指側へ前進してしまっては現実とあわないという話なのです。
　現実でボタンを支えているもの(ボタンケース)を弾性体でモデル化すれば、ボタンを止めておけそうですが、実際には、それ以外にもいろいろ部位があり、かなり巨大モデル(私の使っているマシンでは)ですので、ボタンケースも剛体で定義してあるため、「”剛体-指”間の荷重の釣り合いで止めておけないかな?」と思ったのです。

　つまり、イメージとしては、ボタン(剛体)が一定荷重[バネでは無いのです]で支えられている電卓(全て剛体)がありまして、ある位置に、待機している状態です。
　そこへ指(弾性体)を接触させていき、指から受ける反力が剛体(ボタン)を支えている荷重を上回った場合に、釣り合い位置までボタンが下がって行くような解析です。

すいません、ややこしいこと言って。
わかっていただけましたでしょうか?
よろしくお願いいたします。

# 2001年11月30日 # No.2292 # チャーリー #
> 　つまり、イメージとしては、ボタン(剛体)が一定荷重[バネでは無いのです]で支えられている電卓(全て剛体)がありまして、ある位置に、待機している状態です。
> 　そこへ指(弾性体)を接触させていき、指から受ける反力が剛体(ボタン)を支えている荷重を上回った場合に、釣り合い位置までボタンが下がって行くような解析です。

私はイメージがよくつかめませんが、
静的な連続での釣り合いが満足できないということのようですので
飛び移り座屈とか、Dashpotをイメージしましたが、、、

# 2001年11月30日 # No.2298 # のえる #
塑性加工の世界で、素材を押し出すような加工方法(前方押出しなど)があります。
軸絞りの様な感じです。
その際に、何もせずに普通に押し出すと、先端が摩擦や素材流れの影響で、丸くなってくると思います。
そこで、素材進行方向とは逆の方向に荷重をかけながら、押し出すことで、先端を平らにする加工方法があります。

今回の目的は、素材先端をある程度平らにしながら成形するための最低必要荷重を求めたいのです。
そこで、逆方向の荷重を与えるものとして、剛体壁を荷重制御すればいいのではと思ったのですが、普通に荷重をかけると、加工硬化していない素材が、つぶされてしまうのです。
それではいけないので、素材から離れた初期位置で、停止させておきたいのです。

これですこし、判っていただけたでしょうか?
すみませんがよろしくお願いいたします。

# 2001年11月30日 # No.2302 # ハッピー #
こんばんは、大分イメージが違ってました。
剛体壁を初期セットする位置に、剛表面を固定しておいて、これに剛体壁を荷重Fで押しつけておけばいかが?　
チャーリーさんがおっしゃるように静的な平衡は必須ですから、荷重をかけるには、それを受ける物が必要です。　この剛表面は素材は素通りします。

# 2001年11月30日 # No.2304 # のえる #
初期セット位置に固定する、剛表面とは、なにですか?
剛な要素なのでしょうか?それとも、Curve(2D)やSurface(3D)ですか?
curveやsurfaceでは、剛体壁が通過してしまいますよね?

剛表面を素材は素通りするとのことですが、contact tableとかを使うのですか?

レベル低い話ですみませんが、よろしくお願いいたします。

# 2001年12月1日 # No.2311 # ハッピー #
私も必ずしものえるさんの意図を把握し切れているとは思えないのですが。
例えば、水平に固定した板に素材径より大きい丸い穴を開けて、この穴を塞ぐように板の上に穴より大きいブロックを置きます。
下から先端が半球状になった素材を押し上げていくと、素材がブロックの下面に当たります。押し上げ力よりブロックが重いと、素材の先端は変形します。
(穴あき平板が剛表面、ブロックが剛体です。ブロックの重量が一定荷重です。
　道路のマンホールのフタを下から押し上げるような状況)
先端が扁平になった時点で押し上げ力を高めてやるとブロックを押し上げることにならないか?
あるいは、扁平になった時点でブロックは除去すればよい?
(勿論、解析モデルでは剛表面に穴を設ける必要はありません。Contactで定義した物体間でしか接触判定はされませんので、剛表面と剛体の間にだけContactを定義すれば良い)

ただ何かおかしいような気もします。というか、実際のプロセスは、機構はどうなんでしょう?　
実際には、固定した板に素材を押しつけ、扁平になった時点で、板を素材の送りと同期して後退させるというのは難しいのでしょうか?

# 2001年12月1日 # No.2312 # チャーリー #
> 初期セット位置に固定する、剛表面とは、なにですか?
> 剛な要素なのでしょうか?それとも、Curve(2D)やSurface(3D)ですか?

押し出し成形型A　先端押さえ型平板Bを別々モデル化し
A　と　Bを粘弾性非線形材料で、素材と接触しないように接続するのはいかがですか?
素材と型Bの接触判定定義は必要そうですが、、

とはいっても、未だに私は、ちんぷんかんぷんですが(笑)

# 2001年12月1日 # No.2313 # のえる #
> 例えば、水平に固定した板に素材径より大きい丸い穴を開けて、この穴を塞ぐように
> 板の上に穴より大きいブロックを置きます。下から先端が半球状になった素材を押し上げていくと、
> 素材がブロックの下面に当たります。押し上げ力よりブロックが重いと、素材の先端は変形します。
> (穴あき平板が剛表面、ブロックが剛体です。ブロックの重量が一定荷重です。
> 　道路のマンホールのフタを下から押し上げるような状況)

ブロックは、剛な要素として定義するということでしょうか?
でないと重量が与えられませんよね?
この理解でよければ、おっしゃられているイメージは理解できたのですが...。

> ただ何かおかしいような気もします。というか、実際のプロセスは、機構はどうなんでしょう?　
> 実際には、固定した板に素材を押しつけ、扁平になった時点で、板を素材の送りと同期して
> 後退させるというのは難しいのでしょうか?
先端が平らになった時点で荷重を除去すると、再び、先端が丸くなってくるとおもいます。
常に押さえ続けていることに意味があります。

よろしくお願いいたします

# 2001年12月1日 # No.2317 # ハッピー #
「板を素材の送りと同期して後退させる」と書きましたのは、先端を押さえながら押し出す
という意味のつもりです。押し出しは変位制御に近いでしょうから、扁平になった時の相対距離を保ちながら板を後退させれば、先端の扁平を保ちながら押し出せるのでないかと思いました。

ただ、本件の場合は新たな加工法を開発するのではなく、既に加工法として確立されている
訳ですよね?その加工法、実際にどういう機構で何をどう制御しているのかを分析するとモデル化の仕方が見えてくると思うのですが。　
>そこで、逆方向の荷重を与えるものとして、剛体壁を荷重制御すればいいのではと思った
>のですが、普通に荷重をかけると、加工硬化していない素材が、つぶされてしまうのです。
この「加工硬化していない素材が、つぶされてしまう」がイメージつかめないんです

素人考えでは、一定の荷重で押さえていては扁平は保てないと感じます。押し出し型から素材が顔を出した時点と、かなり押し出された後では丸くなろうとする力が変化している
と思います。

やはりプロセスの理解が出来ていませんね私は。

#前にマンホールの喩えを出したのはあくまでイメージです。解析モデルでは剛表面は水平　ではなく垂直に立て、これに剛体ブロック=押さえ具を押し出し逆方向に押しつけることを想定しています。

# 2001年12月1日 # No.2321 # saito #
剛体と弾性体を一体化した部品をモデル化できますかね。
本当に電卓のボタンと電卓の筐体と指をモデル化すればいいのかなという気がします。
指(弾性体),ボタン(剛体),筐体(剛体),ボタンは裏からバネで
押し上げられ,筐体で止められるんですが,この筐体と接触する部分だけ弾性体化して接触判定させるとどうでしょうか?
バネの代わりに力を与えれば,目的のモデルになりませんか。
(段々無理やりになってきたような気が・・・)

# 2001年12月2日 # No.2328 # ハッピー #
Marcの場合、剛体要素というより例のMPC(MarcではTying)で剛体リンクを使って剛体を模擬しますから、通常の変形体要素を剛体にモデル化することができると思います。
従って接触判定も、見た目は変形体要素と剛表面との接触になります。
　具体的には押さえ板を表す大きなヘキサ要素aを構成する節点1-2-3-4-5-6-7-8に対し、節点1をマスターにして残る7点を剛体リンクすればヘキサ要素aは剛体として挙動します。
従って接触関係は剛体壁(4角パッチ)とこのヘキサ要素aで定義すれば良いと思います。

もっとも、今の場合、素材と接する面が剛であればそれで良いので、ヘキサ要素全体を剛体にする必要はないですね。　接する面の4頂点の押し出し方向変位をTyingで均一にすれば良いと思います。
4頂点が節点1,2,3,4であれば
Uz2=Uz1、Uz3=Uz1、Uz4=Uz1(z:押し出し方向)
をTyingで定義すれば、ヘキサ要素の形状関数は面上の4点が同一変位であればその面は「平面を保つ=剛体」になります。荷重は、節点1に与えれば素材との接触面は剛体として挙動します。

なお、この押さえ板を表すヘキサ要素と剛体壁は初期は接触していますから干渉量=0とすれば接触判定は楽になるのかも

# 2001年12月3日 # No.2332 # のえる #
ハッピーさんどうもです。
Tyingで剛体に見せかける方法で、考えてみたいと思います。
ありがとうございました。
(編集担当：Happy 2002/03/10)