＜I-DEASでのアッセンブリー解析＞

# 2000年6月13日 # じゅん #
I-DEASでのアッセンブリ線形静解析についてですが、接触面の定義はどのようにすれば良いのでしょうか？
ちなみに、現在の状態は
1部品、5ボリュームです。
初めは5部品、5ボリュームだったモデルを、「モデリング→構築→追加」で、1部品、5ボリュームにしました。
材料も各々異なります。
宜しくお願いします。


# 2000年6月14日 # SHU #
2部品以上の組み合わせの線形静解析（これをアセンブリ解析と言うのでしょうか？）を行う際，その二つの部品の接合部分をどのように設定すれば，より良い結果が得られるのでしょうか．
パラメータが多すぎて，私には文字だけでうまくい説明することができないので，
条件：2パート．ソリッド．二部品は，ねじ止め．
とします．
－－－－－－－－－－－－－
ねじ穴・ばか穴の設定
　穴をあける
　ボリューム分けを行う
－－－－－－－－－－－－－
ねじ穴・ばか穴・ねじ部の接合設定
・2つの部品に隙間を作ったモデル
　例：ねじ穴・ばか穴ともボリューム分けの場合
　　　各穴の中心のみをリジットでつなぐ　＋　接触セット設定
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（部品間距離ゼロ）
　　　各穴の中心と穴径をリジットでつなぐ　+　接触セット設定
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（部品間距離ゼロ）
・2つの部品を，隙間をあけずにひとつにまとめる．
　⇒2つのパートがねじ等で接合されているものは，ひとつの塊と仮定して
　　解析を行う．
　例1：ねじがあるべき部分はボリューム分けを行い，材料を指定する．
　例2：ねじは気にせず，ひとつの塊とする
以上例をあげてみたのですが，分かっていただけたでしょうか.....？
実験と解析の合わせこみを行っていないので，どういったやり方が（最も）適正なのかが分かりません．
つまり，上司に「この方法が妥当なんだ！」と自身を持って説明することができないのです...


# 2000年6月14日 # SHU #
> 1)座面を作成しておく
座面とは，ワッシャのことですか？
> 5)軸力がわかっていれば熱解析をおこなって......
この部分を，もう少し詳しく教えてもらえませんでしょうか．
> 6)接触はしたがって二つの部品面間だけになる。
これは，部品間は接触セットを作成しているということですか．もしその場合，
モデル内ではどの程度の距離をあけていますか．


# 2000年6月15日 # par5 #
>座面とは，ワッシャのことですか？
ワッシャの当たる面です。
>この部分を，もう少し詳しく教えてもらえませんでしょうか．
IdeasはLinearStaticで熱応力解析ができるので、ボルトに軸力を与えたいときはモデル全体を室温にしてボルトのみ冷却します。
このとき、手計算した熱歪みでは解析後のつりあいと合わないので数回温度をかえて解析しています。
>これは，部品間は接触セットを作成しているということですか．もしその
>場合，モデル内ではどの程度の距離をあけていますか．
実物の隙間となるべく合わせますが、普通0～0.1にしています。


# 2000年6月16日 # ハッピー #
>このとき、手計算した熱歪みでは解析後のつりあいと合わないので数回温度
>をかえて解析しています。
by_par5さん

ボルトの初期締め付け力を与える時の常用テクと思いますが、線形計算だと普通は1回目の計算で得られた軸力と与えたい軸力の比で2回目の冷却温度を設定すればそれでＯＫだと思いますが？非線型性がある問題ですか？

>ねじ穴・ばか穴・ねじ部の接合設定
>・2つの部品に隙間を作ったモデル
>・2つの部品を，隙間をあけずにひとつにまとめる．
>　⇒2つのパートがねじ等で接合されているものは，ひとつの塊と仮定して解析を行う．
by_SHUさん
問題が飲み込めないんですが、
・力のかかり方はどういうものですか？
　板の上に棒を置いて、上からネジで締め付けたとして、この棒を水平面内で回転させるような力ですか？（上から見て時計の針が回るような）
　それとも棒の端を持って引き上げるような（くぎ抜きのような）力ですか？
・ネジで2つのボディを締め上げているんですか？
　軽く締め込まずに途中で止めてますか？
　締め上げているとすれば隙間は無いですよね
・ネジは一本ですか？2本以上ですか？
　締め上げていてもネジが一本だと、締め付け力が弱いとリンクになって回転して　しまいます。2本以上あれば回転はしない。

仮に、力の方向が面内の回転でネジが2本以上あり、かつ十分な締め付け力があれば一体とみても差し支えないケースが多いでしょうね。ネジが1本だけで締め付け力が弱けりゃ回転してしまうでしょうから、合わせ面の摩擦を考慮したアッシー解析かも一方、引き上げるような荷重であれば、2ボディとした接触解析の出番が多くなって、ネジの締め付け力、ねじの伸びを考慮する必要があるかも。

まぁ何を見たいかにも依ると思いますが。


# 2000年6月16日 # SHU #
>par5さん
「熱ひずみ」の件についてもう少し教えてください．

「ボルトの軸力を，それに相当する熱ひずみ（熱応力？）に置き換えられる様な温度を設定して，LinearStaticで解析を行う」と理解したのですが，これであってますか？
具体的な作業としては，
ε＝α*⊿T
ε：熱ひずみ　α：（ここではボルト材の）熱膨張係数
⊿T：上昇温度（例　室温：30℃－ボルトの温度：10℃）
として，熱ひずみの計算を行う．

次に実際のモデルで解析を行う．境界条件では，先ほどの温度（室温：30℃－ボルトの温度：10℃）を設定する．
その解析結果から得られるボルトの部分の応力と，軸力が等しくなるように温度を変更する
．．．と言う事でしょうか．

しかし，この作業では手計算する意味がないので，間違っている様な気がします．．．
この部分の手順を，教えていただけないでしょうか．もしかして，前準備として手計算か解析で，何かパラメータを求めて，それをビーム要素で作成したボルトの材料（物理）特性の何かのパラメータに代入するのでしょうか？


# 2000年6月16日 # par5 #
>しかし，この作業では手計算する意味がないので，間違っている様な気がします．．．
手計算とは、SHUさんの書かれているように、
F(軸力)=A*E*α*⊿T
A(断面積),E(ヤング率)
で計算しています。
手計算する理由はある程度近い温度差で始めないと、接触が入って非線型なので(ハッピーさんへの回答、IdeasはなぜかLinearStaticに接触があります)
釣り合いをもとめる解析回数がふえるからです。


# 2000年6月19日 # par5 #
（ABAQUSでは）直接軸力を入れることができるのですね!
ABAQUSはよく使うのですが、マニュアルが古くて*PreTentionが
ありませんでした。
いままで、PreStressでやはり繰り返し計算していたのでたすかります。しかし残念ながら、Ideasには直接入れる機能はなさそうです。


# 2000年6月21日 # SHU #
> ハッピーさん　par5さん
アドバイスありがとうございました．これから行う，合わせこみの作業で試し
てみようと思います．

> よし☆彡さん
数回実験を行ったのですが，応力の高い（低い）場所はほぼ同じ場所に現れ
ました．しかし今回の実験対象は，破壊した場所はボルト（4本）の締めつけ
ていく順番・各種セッティング等により厳密には条件が変わってしまうため，
全て違うところ（予想外の場所）が破壊する結果となりました．


# 2000年6月21日 # par5 #
>NO.898 SHUさん
実験で締付け順序で破壊場所が違うとすると軸力の影響がありそうですね。


# 2000年6月13日 # よし☆彡 #
>破壊した場所はボルト（4本）の締めつけていく順番・各種セッティング等により
>全て違うところ（予想外の場所）が破壊する結果となりました．
by SHUさん

なんか難しそうですね。（笑）ボルトでなくボルトを止めてるワッシャーの付近の
板と言うことなのかな～。順番で破損部が違う要因としては
　1．ボルトの締め付け力がばらついてる
　2．摩擦力などによるボルト締め付け荷重の他ボルトへの影響
　3．加工のばらつき

などが想像できますが、1ではないのかな～
破損部は破面解析し起点をしらべ、その位置の評価が適切に行われるようなFEモデルを
作る必要がありますよね！　ひょっとしたら剛体と使ってモデル化出来ないのかも
しれませんね～、ボルトの力はボルト専用のひずみゲージなどが市販されてます。
(編集担当：Happy 2001/12/22)

＜ロボット機構のベアリング部のモデル化について＞

# 1999年12月3日 # DMS #
ロボットアームの主立った部品を組み合わせて、アセンブリ全体としての強度をＦＥＭで解析しようと思っていますが、
(1)部品をビス止めした場合のモデリング
(2)ベアリングの表現
で困っています。

ビス止めは締結部分の節点をRigid要素で結ぶ方法を試みましたが、非常に骨の折れる作業でアセンブリ全ては出来そうに無いです。
ベアリングはガタつきが無く、静止している状態を考えていますが、ベアリングのマクロな振る舞いを表現できる要素はあるのでしょうか？
漠然とした内容ですが、何か手掛かりをご教授願いします。


# 1999年12月3日 # モLD #
質問の中身を十分に理解してませんが、
梁要素と節点の拘束の工夫で、できるのではと私は、安易に考えてしまいます。
＞（風来坊さま発言）No.98 要素結合復習会＆おまけ
に出ていた”機械設計における有限要素法の活用”など見ると解析の整理が出来るような気がします。
ベアリングとは関係ない差し出がましい答えですいません。


# 1999年12月6日 # よし☆彡 #
解析は時間が掛かる物です、あきらめてモデル化しましょう！
別に影響ないヶ所なら、一体化でファスナーを入れるのも止めてみては！

機構解析という物があります。Multi　Body　Ｄynamicsという計算です。
ロボットの計算にはよく使われています。応力も出ます。運動が大きい場合は、有限要素法よりも精度が良いです。　


# 1999年12月7日 # ハッピー #
こういう時によく使う手が、リベットの節点番号をペアーで100万番台ｖｓ200万番台にしておいて、プリから吐き出したインプットデータを読み込んで、Ｒｉｇｉｄ要素を自動生成するツールを作っちゃうものです。或いは、番号を工夫しなくても座標が一致または近接しているのでそれで判定する事も出きるでしょうね。

>機構解析という物があります。Multi　Body　Ｄynamicsという計算です。
byよし☆彡 さん
うちではＡＤＡＭＳを使ってますが、Ｎａｓｔｒａｎのスーパーエレメントを読み込めたりして結構使えます。ＡｂａｑｕｓやＭａｒｃでもいろんな対偶のオプションがあるので結構複雑なモデリングが可能ですヨ。


# 1999年12月7日 # DMS #
No.345 モLDさんへ
>梁要素と節点の拘束の工夫で、できるのではと私は、安易に考えてしまいます。
ビス止めのところを「機械設計における有限要素法の活用」の内容を参考にしてモデリングしてみては？ ということでしょうか。この本の後半に載っている拘束条件の工夫（MPCみたいなもの？）を使えば、ビスの影響を表現できるかもしれませんね。
気が付きませんでした。
>ベアリングとは関係ない差し出がましい答えですいません。
いえいえ、とんでもない。これかもよろしくお願い致します。

No.349 よし☆彡さんへ
>解析は時間が掛かる物です、あきらめてモデル化しましょう！
>別に影響ないヶ所なら、一体化でファスナーを入れるのも止めてみては！
解析モデルは作品であることを忘れて、すぐに結果を得ることばかり考えていました（反省.....）
部品を一体化すると実験結果よりも剛に出る傾向があるので今回は駄目みたいです。
>機構解析という物があります。Multi　Body　Ｄynamicsという計算です。
>ロボットの計算にはよく使われています。応力も出ます。運動が大きい場合機構解析は部品を剛体として扱うと理解していましたが、応力が計算できるとは知りませんでした。どういう仕組みか調べてみます。ありがとうございました。

No.353 ハッピーさんへ
>にしておいて、プリから吐き出したインプットデータを読み込んで、Ｒｉｇｉｄ要素を>自動生成するツールを作っちゃうものです。或いは、番号を工夫しなくても座標がツールを作るのは今の私には無理ですが、近接する節点の番号を変えるのは他でも使えそうなテクニックですね。プリプロセッサの表示機能が今一つなのですが、この方法を使えばストレスを溜めずに作業できそうです。


# 1999年12月7日 # よし☆彡 #
剛体モデルの運動を未定乗数法を用いて、最後に求めた乗数をFEモデルにかけるんですよね！
有限要素の場合幾ら大変形で解いても誤差で形状が変形して行きますがADAMSでは変形しません。
とは言うものの、私もあまりADAMSを使い切ってません。（笑）


# 1999年12月8日 # モLD #
機構解析おすすめしたかったのですが、
解析内容がぼんやりつかめてきましたのでレスしてみます。
みなさんのすごい返答より、ちょっと案がでましたのでとりあえず、梁要素はかえって骨が折れそうなので却下ください。
よし☆カゼさんの、ファスナー処理で、セッ点番号がわかればそのセッ点を関連している、ＡＳＣＩＩ－情報の要素物性を
全て検索変更するというのは（ハッピーさん処理案）どうでしょうか？
またまた、ベアリングと関係ない話ですいません。


# 1999年12月8日 # DMS #
>そのセッ点を関連している、ＡＳＣＩＩ－情報の要素物性を
>全て検索変更するというのは
ビスの締結部分に近い座標の節点の検索して、新たな要素を作るということでしょうか？
ソルバーへ渡されるデータ（バルクデータと呼ぶのでしょうか？）の内容を理解していないとプログラムを組めませんね。
残念ですが今の私では勉強が足りないようです。すいません。

ちょっとだけ調べたところ、ANSYSやその子分のDesignSpaceは節点の対応に関係無く要素をくっつける事ができるそうです。仕組みは分かりませんが (^_^;
その機能を使えば締結部分に円柱型の部品を埋め込んで、2つの部品を結合することができそうですね。実験結果と相談して円柱の寸法を変えたり出来ますし。

NASAのHPで人工衛星の有限要素モデルを見たことがありますが、beamとplate要素で出来あがっていました。私の見た感じなので自信無いですが。
モード解析か何かをやっていた記憶がありますが、やっぱりソルバーはNASTRANでしょうか（笑）


# 1999年12月8日 # モLD #
＞ソルバーへ渡されるデータ（バルクデータと呼ぶのでしょうか？）の
＞内容を理解していないとプログラムを組めませんね。

とんでもはっぷん、ほとんどのソルバに必要な解析情報は、セッ点座標情報、要素構成セッ点番号、要素物性情報、境界情報などでずらずら吐き出されるだけで、テキストエディッタなどで参照できたりします。
ちょっと直すときなどは、横着して、エディッタ上で手入力、修正したりもします。
今後使いそうだなといったときは、ソフトを組むといった具合です。
そんなこんなをしているうちに、プリポストの機能やありがたみがわかったりも、こんな感じです。どうでしょう一度は自分の作品をテキストエディッタでご覧になられたら！
横着度が増すきっかけかも(笑）


# 1999年12月9日 # DMS #
>セッ点座標情報、要素構成セッ点番号、要素物性情報、境界情報
>などでずらずら吐き出されるだけで、テキストエディッタなどで

簡単な解析モデルを作って、そのデータをエディタで見てみました。
思っていたよりずっと簡単なので驚いています。不明なパラメータもありますが．．．

形が決まっている部品で寸法の一部を変更するだけなら、プリプロセッサを使わなくても自分でデータを作れそうですね。

話がそれますが、上記のようにパラメトリックな操作で解析モデルを吐き出すプログラムを将来的には作成したいと考えていましたが、モルDさんのアドバイスで将来的になんて言わず近いうちに作れそうな気がしてきました。
ありがとうございます。
(編集担当：Happy 2001/12/22)

＜アッセンブリーの振動評価について教えて下さい＞

# 1999年11月19日 # KENZ #
アッシー部品の共振無くす為に解析する場合の手順は各部品の
固有値解析を行い（この場合締結状態で行う？）
アッシーでも固有振動数を解析し、実験より共振している
振動数を測定して、各部品の固有振動数と照らし合わせて
形状変更しながら固有振動数を変更する。
これで良いんでしょうか？　固有振動数だけを見ておけば良いのでしょうか？


# 1999年11月19日 # モLD #
詳しいことわかりませんが、とおりすがり上
おまけで、こんなイメージなのでしょうか？
http://www.fujitsu.co.jp/hypertext/Develop/magazine/vol48-1/7.html
または、機構解析のADAMSとかDADSなどのカタログをあさるべし。
本なり買った方がはやいのでは。または、ネットサーフィンすべし
(編集担当：Happy 2001/12/22)

＜I-DEASによるアッセンブリー構造のモデル化について教えて下さい＞

# 1998年1月14日 # K.K. #
私は会社でI-DEASを用いて構造解析を行っています。対象はもっぱら複数部品で構成されるモデルです。
そこでお聞きしたいのですが、みなさんは複数部品で構成されるモデルの作成はどのように行っているのでしょうか？
　私は、個々の部品のメッシュの定義を行った後に（メッシュ作成の確認だけで実際にメッシュは作成しない）I-DEASのAPPEND機能を使用して解析用モデルを構築し、部品の組立が終わった時点で個々の部品に対してメッシュを作成しています。部品の結合にはリジッド要素を用いています。
（場合によってはバネ要素、ギャップ要素も使用します。）
　要素数はだいたい1万個から2万個の間です。
　解析結果の信頼性ですが静解析であれば、ほぼ実験結果とあいます。
　みなさんのご意見をお待ちしてます。


# 1998年1月14日 # 大山 #
私も、Ｋ．Ｋさんと同様の事を検討中です。やはり、I-DEASを使用しています。
ただ、ＡＰＥＮＤの使い方が良く分からないので、まず、アセンブリーを作るような感覚で、パートを結合してから、メッシュを切る時に材質等の情報を入れるようにしています。接合方法は、当然リジットにしか出来ないので、良い方法は、ないか検討中です。うわさでは、I-DEASのｖｅｒ．5から、アセンブリーをパートに自動で変換できるようになったと聞きましたが、この機能を使った事がある人がいたら、感想を教えて下さい。


# 1998年1月16日 # K.K. #
I-DEASでのAPPENDコマンドの使用例
　前提として、パーツは板金部材でビス止めとします。またパーツにはビス止め部に有限要素化したときにリジッド要素でつなぐための穴があいており、パーツの位置決めも済んでいるものとします。
1．パーツがpart1、part2の2つあるとします。
2．part1に対して有限要素モデルを作成します。有限要素モデルを作成したら、グループコマンドを用いて有限要素（この場合はshell要素）
を定義したいsurface面をグループ化します。（このグループにはデフォルトでない名前を付けておきます。）
このグループ化したsurface面に対して有限要素を作成します。この時点では有限要素は作成せず、有限要素のプレビューで有限要素が作成可能かどうかだけを確認します。
3．part2に対しても2．と同様のことをします。
4．part1（part2でもよいです）を有限要素モデルごとコピーします。名前を仮にsystemとします。
5．ポップアップメニューのmanageからAPPENDを選択します。APPENDコマンドは～に～をの形となっていますのでここでは、systemの有限要素にpart2の有限要素をアペンドするという形になります。
6．アペンドが終了したらsystemの有限要素を呼び出してグループごとに有限要素を作成します。有限要素が作成できたらそれをグループへadd toします。これでグループの中にはsurfaceと有限要素（節点も）入ります。
7．各グループの有限要素をリジッド要素でつないで有限要素モデルの作成は終了です。

APPENDを利用する理由は
・joinではパーツが一体化されてしまうので有限要素を定義するためのサーフェイスを定義するのにパーティションを作成する必要がでてくる。
・joinを使った後ではsurfaceのグループ化が難しい（というかめんどくさいです）
・APPENDを使った場合パーツがグループごとの分かれているので、パーツごとの有限要素の設定が簡単。
・なれている。（これが一番の理由ですが）

デメリット
・APPENDで有限要素まで作ってしまった場合追加のパーツを入れるのめんどくさい。（パーツを追加した場合、有限要素が勝手に作られてしまう。2重に作らてしまいます。）・ミッドサーフェイスを使うと作業に時間がかかってしまう。


# 1998年1月27日 # 大山 #
I-DEASで、解析をやっております。遅れましたが、Ｋ．ＫさんＡＰＥＮＤを教えて頂きありがとうございました。
おかげさまで使えるようになりましたが、実質あまれ便利になりませんでした。また、自分で書いたのですが、アッセンブリーからＦＥモデル作成が出来るようになりましたが、現時点では、出来るって言うだけで実質役に立ちません。要は作ってくれるだけで、各パートの関連性は何もないので、自分でリジット、ギャップ要素などでつながなくてはならず、結局かえって面倒です。せっかくI-DEASって、組立て時に拘束条件等を入れられるのですから、この情報を使って（進歩させて？）そのまま拘束、結合を作成してしてくれるなんて事になりませんかね。


# 1998年4月9日 # クッキー・モンスター #
はじめまして、こんにちは。クッキー・モンスターと申します。
Ｉ－ＤＥＡＳを使っておりますが、なにぶん初心者なのでよろしくお願い致します。
さて、今回の投稿ですが、『63 : I-DEASでのAPPENDの使い方』のK.Kさんに質問があります。
（1） 1．にて有限要素モデルの作成とありますが、ｓｏｌｉｄ ｍｅｓｈまで作成するということですか
（2） 4．にて有限要素モデルごとコピーとありますがｍｅｎｕ：ｅｌｅｍｅｎｔ→ｃｏｐｙ ａｎｄ ｏｒｉｅｎｔで
よろしいのでしょうか？
古い投稿に対しての質問なので大変恐縮なのですが、回答いただければ幸いです。
よろしくお願い致します。
（上記に関連の知識をお持ちの方でもかまいません。ご教授ください）


# 1998年4月9日 # K.K. #
クッキー・モンスターさんへ
　質問に対する回答ですが
（1）はおそらく2．の方だと思いますが、solid　meshが必要な場合は　　　　　solid　meshが作成できるかどうかまで
　　　確認します。
（2）ビンの管理機能のモデルコピー機能を使います。モデルのコピーを行う　　　ときにオプションの中に有限要素
　　　モデルもコピーするかどうか指定するところがありますのでそこで有限　　　　要素モデルを指定してモデルと有限要素を一緒にコピーし
　　　ます。
　こんなところでどうでしょうか。
　I-DEAS5ではアセンブリモデルに対し有限要素モデルが作成できますので、そちらの機能を使った方が楽です。
　私も今は、APPEND機能は使わずにアッセンブリモデルの有限要素モデル作成機能を使用しています。
(編集担当：Happy 2001/12/22)