CAE

<フレキシブル基板の解析>

# 2003年8月29日 # No.5763 # グリーンチャンネル #
お世話になります。表題の件につきアドバイスお願い致します。
フレキシブル基板(FPC)の屈曲疲労解析を行いたいのですが、なかなか上手く行っておりません。
現在MARCにてtryしておりますが、わずかな荷重(残差)で大きく変形してしまうものですから、収束解を見出すのに大変苦労をしております。
形状が2Dで表現(適応)可能であれば、事例もありますし問題ないと思いますが、3Dのスパイラル形状での耐久性を評価したいと思っています。
何か解析事例などの資料をご存知の方おられましたら教えてください。
以上宜しくお願い致します。

# 2003年8月31日 # No.5771 # ハッピー #
電装品は門外漢なので興味本位で申し訳ありません。
支柱と手摺りを除いた螺旋階段のようなイメージでしょうか?
荷重制御or変位制御?　要素はシェルorソリッド?　
その辺を紹介頂ければRESつき易いような気がします。

# 2003年9月1日 # No.5772 # グリーンチャンネル #
resありがとうございます。
誰も返答してくれないのかと思い、あきらめかけておりました。
イメージは複数のケーブルなんかをまとめるスパイラルチューブです。40×100×0.4くらいのものを棒に巻きつけるような感じです。
制御は変位でshellを使用しております。
面倒な点は、ねじられたものにさらに接触が存在する点です。(自己接触含む)
収束判定は、荷重、変位ともに試してみましたが、なかなか上手く行きません。
簡単にしわが寄ってしまい、収束しづらいよう感じです。
以上宜しくお願い致します。

# 2003年9月5日 # No.5784 # チャーリー #
>イメージは複数のケーブルなんかをまとめるスパイラルチューブ
>です。40×100×0.4くらいのものを棒に巻きつけるような感じです。
>制御は変位でshellを使用しております。
>面倒な点は、ねじられたものにさらに接触が存在する点です。
>(自己接触含む)
>収束判定は、荷重、変位ともに試してみましたが、なかなか上手く
>行きません。
>簡単にしわが寄ってしまい、収束しづらいよう感じです。
こんにちは、まだピンときてないのですが
今じゃなくなってきましたが車のGearラバーブースの解析なんかが
当てはまるような気がします。事例なんかもあるのではと思います。
ベンダーさんに聞いてみては

# 2003年9月6日 # No.5789 # グリーンチャンネル #
チャーリーさん
resありがとうございます。
ベンダーさんとはちょっと嫌がられるくらい散々やり取りしましたが無理でした。
実用的なものは皆さんのようなユーザーさんの方がご存知かと思い、情報収集をしようと思って書かせていただきました。
以上ご存知の方いらしたらresください。

# 2003年9月6日 # No.5792 # ハッピー #
丸い棒に紙テープを巻き付けていくようなイメージ?
丸棒も一緒に解くのでしょうか。それとも丸棒を抜いてテープだけ?
「しわ」というのはアワグラスとは違うんですね?
シェルの表裏の両方で接触するのでしょうか。
接触抜きでは解けましたか。

# 2003年9月9日 # No.5800 # グリーンチャンネル #
丸い棒は実際にはありません。イメージだけの為のものです。紛らわしくてすみません。
「しわ」はアワーグラスではなく、紙を曲げたりする時に出来るしわです。
shellの接触は両面になります。
接触抜きでは解くことが出来ます。
つまりハッピーさんの言うように「接触をどうにかすれ」と言うことなのかもしれませんがこれが上手く行きません。
stick-slipにしてみたり、セパレ-ションフォース(応力も)の大きさ等も変えてみています。
時間増分についてもautoもRIKSも試しました。
小さい力で大きく変形してしますものを解くコツみたいなものってあるんでしょうか?
何処かに参考になる資料ありませんか?

# 2003年9月9日 # No.5801 # チャーリー #
> 「しわ」はアワーグラスではなく、紙を曲げたりする時に出来るしわです。
> shellの接触は両面になります。
> 接触抜きでは解くことが出来ます。

penalty数をdefault値から大きくしてみては?
この場合関係ないとおもいますが、ドリリング値なども変更すると
少しは改善するかも

>つまりハッピーさんの言うように「接触をどうにかすれ」と言う
>ことなのかもしれませんがこれが上手く行きません。
>stick-slipにしてみたり、セパレ-ションフォース(応力も)の
>大きさ等も変えてみています。
>時間増分についてもautoもRIKSも試しました。
>小さい力で大きく変形してしますものを解くコツみたいなものって
>あるんでしょうか?
>何処かに参考になる資料ありませんか?

本掲示板でもでてきますが,Euler座標とlagrange座標とで得意な解き方がある訳です。構造体の場合、いいとこどりでALEという手法がよくとられます。
(編集担当：Happy 2003/10/18)

<レールの幅の計算教えてください>

# 2003年8月21日 # No.5724 # つち川 #
ご質問です。みなさん宜しくお願いします。
*******************************
　例えば,電車のレールを単純化します。
　「平行した二本の細長い長方形の棒(レールの単純化したもの)」の上を,箱型の物体が移動するとします。
*******************************

ここで,そのレールの幅をいくつにしたら、いいのか計算したいのですが??
　高校の物理と多少の材力の知識さえあれば分かると思っていたのですが。
どつぼに、はまってしまいました。自分の力の無さを実感しました。
　きっと、みなさんなら、CAEの力を借りるまでもない。単純な問題なんでしょうか?
解析する以外の方法がありましたら教えてください。

# 2003年8月21日 # No.5725 # よし☆彡 #
接触圧の計算がわからないということですか?
それとも,動的(過渡的)になるからわからないということですか?

# 2003年8月21日 # No.5729 # ハッピー #
> 　「平行した二本の細長い長方形の棒(レールの単純化したもの)」の上を,
> 箱型の物体が移動するとします。
> ここで,そのレールの幅をいくつにしたら、いいのか計算したいのですが??
by つち川さん

よし☆彡さんが仰るように、「設計の検討課題」が分からないと答えようがないですよ。
どういう観点で何を基準にレールを設計するのでしょう。

# 2003年8月22日 # No.5731 # つち川 #
よし☆彡さん、ハッピーさん、有難うございます。
私の言葉足らずでした。反省

　レールの上にある、物体の大きさ(幅,高さ)と荷重、そしてそれを押す力は、分かっています。
　その物体が、往復運動を繰り返す上で、摩擦抵抗や特に磨耗を考慮するとどのような、レール幅が適切なのか、かわからないんです。
レールは、長持ちさせたいと思っているんですが。

# 2003年8月22日 # No.5732 # グリーンチャンネル #
> ******************************
> 　例えば,電車のレールを単純化します。
> 　「平行した二本の細長い長方形の棒(レールの単純化したもの)」の上を,
> 箱型の物体が移動するとします。
> ******************************

見当ハズレかもしれませんが、搬送の設計などをされているのかと思いますので、まずは直動システム(ベアリング)メーカーのカタログをご覧になられてみてはいかがでしょうか?
そこには、モーメント、スラスト荷重に対する設計方法(計算方法)が記載されています。
以上ご参考になれば

# 2003年8月23日 # No.5737 # ハッピー #
> 　その物体が、往復運動を繰り返す上で、摩擦抵抗や特に磨耗を考慮するとどのような、
> レール幅が適切なのか、かわからないんです。
> レールは、長持ちさせたいと思っているんですが。
by つち川さん

摩耗は、面圧と速度に比例する場合が多いようですから、速度が固定なら面圧を下げる。つまり、幅は広い方が良い。
摩擦抵抗は、理屈の上では面積には関係ない。
広くして面圧が下がると、走行安定性が下がる(蛇行)ような気がするのですがどうでしょう?
グリーンチャンネルさんが書かれた、「その道の計算式」が強い見方になるでしょうね。

# 2003年8月23日 # No.5738 # ピピ #
THKの最新カタログは、設計計算が分冊となって、かなり便利になりましたね。
摩擦や寿命を気にされるのなら、ボールリテーナ入りのガイドをお勧めします。
解析に必要な情報がカタログに載っていない場合でも、THKは技術的なサポート
がしっかりしていますから、相談してみるのも手ですよ。
的外れかもしれませんが、情報まで。

# 2003年8月23日 # No.5739 # グリーンチャンネル #
> 　レールの上にある、物体の大きさ(幅,高さ)と荷重、そしてそれを押す力は、
> 分かっています。
> 　その物体が、往復運動を繰り返す上で、摩擦抵抗や特に磨耗を考慮するとどのような、
> レール幅が適切なのか、かわからないんです。
> レールは、長持ちさせたいと思っているんですが。
byつち川さん
入れ違いで返答してしまったようで、的外れな回答すみません。
磨耗を考慮とのことですが、かなり難しいことを計算で求めようとされている気がします。
磨耗量を大きく左右するものには、加工精度(粗さ、真直度など)と潤滑、材料(焼き入れ)だと認識しています。
スピードがすごく早いのであればイナーシャーも考慮すべきとかありますが、これはさておき!
もちろんサイズ的な制約があるかと思いますが、なるべく荷重を分散できる形(レール幅を大きく、接触面(箇所)を大きく)にすべきかと思います。
あとは、十分な潤滑と加工精度が得られるようにするのが得策かと思います。
ここが一番のネックになるかと思います。(レールの組み付け精度も大変重要です)
一般的に加工精度が出ていなく部分的に磨耗が進行するケースや、潤滑不足によるもの、粗さが粗く磨耗粉が研磨剤になるなどの場合が多いかと思います。
こればっかりは玄人でも苦労する分で、試験を通し経験的につかむものかと思います。
以上おせっかいでした

# 2003年8月23日 # No.5740 # ハッピー #
> 磨耗量を大きく左右するものには、加工精度(粗さ、真直度など)
>と潤滑、材料(焼き入れ)だと認識しています。
by グリーンチャンネルさん

なるほど。
あと、搬送される物が両側のレールの間で、「両端支持梁」のようにたわむようでしたら、それでも面圧に偏りが生じますね。
これはFEMである程度推測できるでしょう。

# 2003年8月23日 # No.5742 # ピピ #
超精密研削盤で有名な「長島精工」のサイトが少し参考になりそうです。
http://bbs.nc-net.or.jp/forum/jump.php?bbs_type=12&touri=http://www1.sphere.ne.jp/NAGASIMA/kodawari/index.htm

最近は、精密工作機械でもLMガイドなどのベアリングを使ってますが、その場合、最高でも真直度は1μm/m程度。
サブミクロン精度の超精密加工をするための研削盤は、V-Vの滑り案内使ってますね。
しかも、仕上げは、職人による「キサゲ」仕上げですよ!!
こういう技術が日本のモノづくりを支えているんでしょうね。

ついでにおせっかいしてしまいました

# 2003年8月26日 # No.5743 # つち川 #
みなさん。有難うございました。多くのヒントをいただき大変参考になりました。
(編集担当：Happy 2003/10/18)

<接着剤のモデル化について>

# 2003年8月21日 # No.5722 # roi #
解析における接着剤の扱いについて、
みなさんの考えをお聞きしたいことがあります。
現在、FRPを貼り合わせたものの実験、解析をしており、
モデル化するにあたり、積層シェル要素を用いることにしました。
一方向強化型のFRPであるため、FRPを1層、
FRPに貼り合わせる補強材を1層、
貼り合わせに使用する接着剤を1層としているのですが、
接着層にせん断力のみが作用し、層間せん断応力が出力可能な場合、
接着層はいらず、せん断応力だけをチェックしていけばいいのでしょうか?
自分としては、接着剤の種類も変えてみたかった(弾性接着剤など)のと、接着面の厚さを考慮する必要があるのでは、と思い、接着層を入れているのですが、自分でも疑問が生じてきました。
接着剤というものを、どのように考えるべきなのでしょうか?
FRPという材料の取り扱い方も含め、モデルをどこまで簡略化していいものか、少し悩んでいます。

# 2003年8月21日 # No.5730 # ハッピー #
接着剤は構造的には連続、剪断剥離のクライテリアだけで扱ったわずかな経験しかありませんので妥当なモデル化というのは知りません。
弾性接着剤、接着層の厚さを考慮すべきかどうかは、応答に接着材が影響しているかどうかですから、モデリングそのものが難しい接着剤の場合、実験で比較して見ないと何とも言えない気がするのですが。
(接着というメカニズムも良く知りませんので、いい加減なコメントで済みません)

#PLYさん、いっそMSGファイルのWarning等をアップしてみては?
(編集担当：Happy 2003/10/18)

<制振鋼板のモデル化はどうすれば?、振動解析>

# 2003年7月9日 # No.5575 # はんにゃ #
制振鋼板(鋼板と鋼板の間に断熱材を入れてスポット溶接したもの)の振動解析を行うためのモデル化はどうしたらよいのでしょうか?
私の考えは
1.制振鋼板の全厚さを持つshell要素を使用する。
2.shell要素で作った鋼板2枚を節点共有or剛体要素でつなぐ。
3.鋼板・断熱材・鋼板の積層材を使用する。
です。
以前、実務で「2」のモデルを使用し、固有値は実験とほぼ合いました。
減衰を何%にするかで違ってくるので、鉄の2%として計算し、実験の応力値と解析値から比を求め、補正しました。対策品での応力はこの補正値を用いて応力としました。
「1」は固有値がかけ離れました。
「3」は私には難しい。

「2」についてある人は、鋼板と鋼板の間は接触を定義していないから駄目だと言いました。
私は「実物と全部同じでなければ解析できない(絶対値がでるor実験値と同じ)」とは思いません。

私が知らないだけかもしれませんが、接触を定義して振動解析できるのでしょうか?
このようなことが出来る解析ツールは存在するのですか?
また、このような解析をやっている会社はあるのですか?
よろしくお願いします。

# 2003年7月9日 # No.5580 # ハッピー #
制振鋼板とは縁がないので教えて頂きたいのですが
板面に対し、スポット溶接は何カ所くらいあるのでしょうか?
例えば1×1mの板の10cm格子間隔であるとか。どれくらいのピッチなのでしょう。
ピッチが細かいようであれば、等価な異方性剛性板での置き換えができるかも知れないと感じましたので。パラメータ同定のためには、実験か、きわめて詳細な部分モデルによる解析が必要となると思います。
あと、使っておられるソルバーにユーザーサブルーチンがあると等価置換がし易いかも。

# 2003年7月9日 # No.5581 # ピピ #
はんにゃさん。また面白そうなことやってますね。
私もちょうど非線形振動現象を線形モデル化するところで、なかなか実験と合わないので悩んでいます。
問題にしてるのが、高次モードなので、尚更悩ましい。

> 制振鋼板(鋼板と鋼板の間に断熱材を入れてスポット溶接したもの)
>の振動解析を行うためのモデル化はどうしたらよいのでしょうか?

ちょっと分かりにくいのですが、確認したいことは何でしょうか?
周波数応答関数?　それとも、過渡応答?

> 私の考えは
> 1.制振鋼板の全厚さを持つshell要素を使用する。
> 2.shell要素で作った鋼板2枚を節点共有or剛体要素でつなぐ。
> 3.鋼板・断熱材・鋼板の積層材を使用する。
> です。
> 以前、実務で「2」のモデルを使用し、固有値は実験とほぼ合いました。
> 減衰を何%にするかで違ってくるので、鉄の2%として計算し、実験
>の応力値と解析値から比を求め、補正しました。対策品での応力は
>この補正値を用いて応力としました。

私も、「2」で良いと思います。
剛性的に、断熱材の影響は小さいはずですから、2枚のシェルの間でスポット溶接をモデル化してやれば、十分な気がします。
ただ、断熱材は減衰に大きく影響するはずですから、その部分をモデルに反映するためには、実験的に求められた周波数応答関数が必要になるのでは無いでしょうか?
あるいは、実験的に求まった応力値から、モーダル減衰比を合わせこんでしまうという手もあると思います。
そこがモデル化できていれば、得られた結果に対する補正は不要になりますよ。
問題は、スポット溶接の適切なモデル化ですよね。
複雑な形状で、高次モードまで見るのであれば、真剣なコリレーションが必要だと思いますけど、結局は実験との合わせ込みでしか成立しない作業だと思います。
多分に経験的な作業では無いかと...
私は、苦手な作業です。

>「2」についてある人は、鋼板と鋼板の間は接触を定義していない
>から駄目だと言いました。
>私は「実物と全部同じでなければ解析できない(絶対値がでるor
>実験値と同じ)」とは思いません。

これは、はんにゃさんが正しいでしょう。
「そんなこと言ってたら、設計ツールになりませんよ」って言い返して下さい(笑)。

> 私が知らないだけかもしれませんが、接触を定義して振動解析できるのでしょうか?
> このようなことが出来る解析ツールは存在するのですか?
> また、このような解析をやっている会社はあるのですか?

境界非線形(接触)を含んでいたら、モーダル法で扱えないことは間違いありませんね。
このモデルでは、当てはまらないかもしれませんが、境界非線形性を持つ回転体振動などでは、高調波や分数調波が乗りますから、CAEで非線形の周波数応答を正確に得るのは、非常に難しい気がしますが、どうなんでしょう?
あと、衝撃などに対する過渡応答解析は、直接法で解くんでしょうね。
これもやったことないので、分かりません。
どなたか、HELP!

# 2003年7月10日 # No.5584 # はんにゃ #
ハッピーさん、ピピさん、回答ありがとうございました。

> ちょっと分かりにくいのですが、確認したいことは何でしょうか?
> 周波数応答関数?　それとも、過渡応答?
by　ピピさん

周波数応答です。
NASTRANの非線形解析ハンドブックを見ると、「非線形過渡応答解析」ができるそうです。

>パラメータ同定のためには、実験か、きわめて詳細な部分モデルに
>よる解析が必要となると思います。
by　ハッピーさん

やはりテストピースを実験して、解析と合わせこまないと駄目ですよね。
「実物と同じモデルじゃなきゃ駄目だ」人曰く、解析だけでやりたいそうです。
世の中の流れが「試作を行わずバーチャル」になってきていますが、解析だけでバーチャルは無理じゃないでしょうか?
実験をやって、解析を行うパラメータの蓄積をしていかないと駄目じゃないでしょうか?
話がずれました。

# 2003年7月10日 # No.5585 # ハッピー #
> やはりテストピースを実験して、解析と合わせこまないと駄目ですよね。
by はんにゃさん

制振鋼板は、サンドイッチされた断熱材によるダンピングがミソとすると実験コリレーションは不可欠のように思います。精密なモデルを組み立てた場合も基本特性はピーステストに依らないと。
ねぇピピさん?　解析は、パラスタ、設計変更効果の予測という位置づけでしょうか。

# 2003年7月10日 # No.5589 # ピピ #
>ねぇピピさん?　解析は、パラスタ、設計変更効果の予測という
>位置づけでしょうか。
by ハッピーさん

多分、私の書き込みの「設計ツール」という部分に対する確認ですよね～。
「設計」ってのは役割のことじゃなくて、行為のことを意味してたつもりです。
「解析」と表現されると、ちょっと違うかもしれませんが、少なくとも「CAE」には設計的な行為が必ず伴うものだと思っています。
Feasibility Study, Parameter Study, Optimization　などは全て設計行為の一部と見なすことが出来ると思います。

# 2003年7月11日 # No.5590 # よし☆彡 #
> 1.制振鋼板の全厚さを持つshell要素を使用する。
> 2.shell要素で作った鋼板2枚を節点共有or剛体要素でつなぐ。
> 3.鋼板・断熱材・鋼板の積層材を使用する。

はんにゃさん、こんにちは!

私が思うに変形形態からすると、1.と3.は同じような傾向で、
2は2枚の板が異相になることもあるので、結果が異なってくる
こともありかなぁ～と思っているのですが、、、
どうも感覚的に断熱材が入っていることから,鋼板同士は同相で
変形するという感じがするんです。
　そう考えると、1,2,3は同じような結果とならないとおかしい
ような気がします。

例えばδ/wは曲げこわさEIに比例し,Iは板厚の3乗で利くので,
板厚t1.0の鋼板の張り合わせを入力するとき,合計の板厚である
t2.0を入力データとして用いると,スポット間が長いモデルや
板間がズレあう可能性のあるモデルは剛性が4倍程度あがって
くると思いますが、この点は入力時に考慮されてるんですか?

# 2003年7月11日 # No.5591 # ハッピー #
> どうも感覚的に断熱材が入っていることから,鋼板同士は同相で
> 変形するという感じがするんです。
by よし☆彡さん

私もそう思います。
一枚の等価板に置き換えれたら良いのではないかと。
10年以上前でしたか、洗濯機の筐体に初めて制振鋼板が採用された時にTVコマーシャルで、オーケストラの指揮者風の人が、従来洗濯機ではシンバルのように筐体前面を叩いていたら制振鋼板の新型にすり替わって「ボムッ」という鈍い音になり「?」となっていた記憶があります。
その後、雑誌に掲載された記事で初めて制振鋼板を知ったのですが、ラミネート状で一枚板として挙動しそうな印象を持っています。
間がクッションなので、並列バネと見て板厚としては一枚分のt、密度、ヤング率を2倍にするとどうでしょう。
でもダンピングを含め実験コリレーションは必要と思いますが。

# 2003年7月11日 # No.5596 # ピンクのムカデ #
>10年以上前でしたか、洗濯機の筐体に初めて制振鋼板が採用された時に・・
by ハッピーさん

CAEの世界に入り込む前の設計時代の私の仕事でした(懐かしい)
一時的に売れましたが、材料コストが高く、すぐに消えて・・・
その後、別の用途で話題になっている周波数応答を解析しましたが
鋼板の間の樹脂物性の扱いや積層のモデルなども色々と試みましたが
最終的には、実際にプレスされて商品の形状となると部分的な厚みなど
細かい点が現物と異なってしまうので、試験片での合わせこみで
等価鋼板材として物性を決めて解析しましたが、商品での試験結果と
かなり合致したので、それを基準に共振点回避の対策形状検討に
走った記憶があります。
(編集担当：Happy 2003/10/18)

<非等分布圧力荷重を掛けるには?、COSMOS/DesignStar>

# 2003年6月19日 # No.5418 # しんや #
こんにちは、初めて投稿いたします。構造解析を初めてまだ3ヶ月しか経っていない超初心者です・・・。
この掲示板にこんな基本的な事を効くのは恥ずかしいのですが、ご教授下さい。

今、COSMOS/DesignSTAR ver3.0(以下C/Dと略)を使っているのですが、メッシュの作成と分布荷重のかけ方等について疑問がありましたので、実際にお使いになられている方に意見を聞きたいと思い投稿しました。
C/Dでのメッシュ作成は、オートメッシュですが、これを自分でコントロール出来る方法はありますか?
例えば、構造物の穴の周りに放射状にメッシュを配置、それから厚み方向へのばすというやりかたとかありますか?
また、節点やメッシュの形を自分でコントロールする方法などありますか?
このソフトで定義された面に分布荷重を加えようとすると、一様に荷重がかかってしまうのですが、
この荷重を2次曲線のように、外側へいくほど荷重が小さくなるように与えることは可能ですか?
要素の応力や、変位を知りたいとき、このソフトではモデル形状の点と重なった節点の応力・変位しか分からないのでしょうか?モデル形状の中の要素(例えば板の真ん中の要素)1つの情報を知ることは出来ないのでしょうか?
PATRANならこれらの事が可能なんですが、C/Dの様な簡易解析ソフトでは出来ないのでしょうか?
ただ私が使いこなせていないだけでしょうか?
基本的なことかもしれませんが、どうかご教授をお願いします。

# 2003年6月19日 # No.5426 # ハッピー #
C/Dは使ったことがありませんが、CAD組み込み簡易CAEは機能を思いっきり絞り込んで単純化するのがコンセプトですから「出来ない」のでは?　
カスタマイズや外部ルーチンもないでしょうから、メニューにないことは出来ないでしょう。

# 2003年6月20日 # No.5427 # ハッピー #
>このソフトで定義された面に分布荷重を加えようとすると、一様に
>荷重がかかってしまうのですが、この荷重を2次曲線のように、
>外側へいくほど荷重が小さくなるように与えることは可能ですか?
by しんやさん

これは「裏技」でできそうです。
例えば、片持ち梁DEGFに端にいくほど小さくなる荷重を与えるにはDEGFの上に「与えたい荷重分布に相似な」形状ACBをひっつけてメッシュ切ります。
ACBにだけ密度を与えて、重力加速度を掛けてやると片持ち梁DEGFには所望の非等分布荷重が作用します。もちろん、ACBは本来構造部材ではないダミー要素ですからヤング率を十分小さくする必要があります。この辺が微妙な裏技です(笑)
それと密度と加速度は所望の荷重となるよう調整して下さい。

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

# 2003年6月23日 # No.5446 # しんや #
なるほど・・・そんな裏技があったんですね。
分布加重に相似な形状ってところと、ヤング率などの設定が難しいですね。

やはり簡易CAEソフトなので、PATRANと同じような機能を要求するのは厳しいですね・・・
今ソフトの載せ替えを検討しています。
候補としては、visualNastran for Windowsが挙がっています。
C/Dでは、ソルバーの精度もあまり良くなかったので、実績のあるNastranにしようと思ったためです。
金額的に、ソルバーとプリポストを別で買うのは難しいので、プリポスト付きのソフトを探しているんですが・・・
何かいいソフトはありますか?
もちろんメッシュの大きさ、並び、切り方をユーザーでコントロールすることが出来、加重もユーザー自身が自由に設定出来るようなソフトが・・・って高いのしかないですよね・・・(苦笑)
(編集担当：Happy 2003/10/18)

<Nastranで非線形回転ばね>

# 2003年6月10日 # No.5361 # koukuu #
教えてください
Nastran for windows では非線形ばね要素は使えないのでしょうか?
できれば非線形回転ばね要素を使いたいのですが。

# 2003年6月11日 # No.5362 # ハッピー #
N4Wは持っておられるのですか?
Nastranだと、CBUSH要素が線形・非線形のバネをモデル化できますが
N4WのマニュアルにはバネはCELASつまり線形バネしか見当たりませんね。
でも、ダメもとで、EditorでBULKデータにCBUSHを書き込んで、そのまま読み込んで実行したら走るかも。
これがだめでも、CRODでモデル化して「非線形材料特性(非線形弾性)」を設定するとOKではないでしょうか?

回転バネは、並進バネとMPCを使って実現できますよ。
A**B==C
B==Cが並進バネ(非線形のCBUSHまたはCROD)として点Cを固定。
MPCで点Aの回転自由度と点Bの並進自由度を等置。ΦA=UB。
こうすると、点Aは非線形回転バネとして挙動すると思います。

#ラック&ピニオンをご存じでしょうか?
細長い板にノコギリのように歯が切ってあって、これにピニオンギヤがかみ合って、ピニオンが回るとラックギヤが左右に並進的に動きます。前にTie Rodの話を書きましたが、あのTie Rodを動かすのが、ハンドルに直結したピニオンとかみ合ったラックギヤです。
　タイヤのゴムのおかげでハンドルは非線形の回転バネになってますね。

# 2003年6月11日 # No.5365 # koukuu #
CROD+材料非線形で非線形並進バネを作り、MPCを使って上手くいきました。
本当にありがとうございました。
(編集担当：Happy 2003/10/18)

<フレキシブルジョイント>

# 2003年5月26日 # No.5260 # myfirstvaio #
いつも大変参考にさせて頂いております。新参者ですがよろしくお願い致します。
普段は燃料系部品の構造・振動解析をI-DEASで行っております。
いつも悩んでいるのが、配管の曲げ部に等間隔で配置されたR付きの段
(外径の大・小を組み合わせたフレキシブルジョイント?)の上手いモデリング方法です。今のところ多少似た様な形状にてモデリングしておりますが、解析内容に依っては実形状をきちんと反映していないと正しい結果が得られない事もありますので、何とかしたいのですが、私の手法は、
1.ロフトを使い、曲げの部の内側が狭く、外側が広くなった半円状の
パートを作成。
2.組み合わせる中心の外径が小さいパイプを作成。(これも中央面で半分のみ作成します)
3.両者を合体。
4.結合部のエッジに可変半径でフィレット。
5.中央面で鏡面コピーで全体を作成
6.パイプ端面を削除。
7.シェル化。
で作成しておりますが、段の山・谷にあたる部分にどうしても可変半径でのフィレットでは平坦部が出来てしまいます。
本当はRつながりで作成したいのですが。
どなたかこうしたら良いといったお知恵を貸して頂けませんでしょうか?。
宜しくお願いします。

# 2003年5月27日 # No.5275 # 金色ウサギ #
形状を言葉で表現するって難しいですね。頭の中で形が想像できない私は想像力が貧困なのでしょうか。(^^;
ところで、これってメッシュをどう作るかというより、形状をどう作るかという問題ではないですか?

# 2003年5月28日 # No.5284 # myfirstvaio #
ご返答ありがとうございます。確かに形状をどう作るかが問題でありますが、メッシュ作成時にどうしても細長いサーフェスができて、フリーローカル定義などを使わないときれいに切れないので、お知恵(形状を正確に作成する為の)をお借りしたいと思って書き込みました。
CATIAではワイヤーフレームにサーフェスを貼ってほぼ正確な形状ができますが、I-DEASでは同様の手法ではサーフェスの表・裏が思った通りに行かずに貼られてしまい、かえって面倒になるので、なんとか3Dで簡単に出来ないかなと思いました。

# 2003年5月28日 # No.5285 # 金色ウサギ #
myfirstvaioさん、こんにちは。
3Dでということは、最初のメールにある「7.シェル化」というのはモデラーでのシェルコマンドでの薄肉ソリッド形状にすることで、ソリッドメッシュでの振動解析をされているのですか?
I-DEASでモデルを作るにしてもサーフェスを作ってシェル要素(配管全体での振動の挙動を見るのならビーム要素でも良いと思いますが)で解析した方が良いと思います。
あっ、でも、3D形状を作って表面にシェルメッシュを作ればいいですね。
サーフェスを貼っていくと表裏が揃わないのなら、開いているところに面を張ってソリッドにするとかシェルコマンドで薄肉ソリッドにすれば、サーフェスの向きは揃うと思いますので(内側がシェルの表)試してみてはいかがですか。
思いつきですので、うまくいかなかったらゴメンナサイ。(^^;

# 2003年5月28日 # No.5291 # ハッピー #
> > > で作成しておりますが、段の山・谷にあたる部分にどうしても
> > > 可変半径でのフィレットでは平坦部が出来てしまいます。
> > > 本当はRつながりで作成したいのですが。
> > > どなたかこうしたら良いといったお知恵を貸して頂けませんでしょうか?。
by myfirstvaioさん

洗濯機の排水ホースのような蛇腹ですね?
ProEの新バージョンのデモを見ましたが、3Dモデルを弾性体の如くクネクネと自在に変形できるんですね。バネであれば伸縮自在。なんじゃこりゃって感じです。
スタイリング・デザイン系のCAD(モデラー)にある機能を入れたとか。
myfirstvaioさんのエルボ蛇腹もこういう機能が使えれば真っ直ぐな状態でモデル化して曲げれば済むと思いますが、Ideasにそんなオプションがあるかどうかは知りません。(^^;;

# 2003年6月3日 # No.5311 # myfirstvaio #
説明不足から皆様にご迷惑をおかけしました。モデルは洗濯機のホースの様な蛇腹付きのものです。
加工上、山と谷の部分が偏肉し、薄くなってしまうのをどの様にモデル化するのか、モデル化したあと、シェルで板厚均一にはできないので、外側と内側をソリッドで作成し、カットで近似形状に持って行くやりかたで行っています。
皆様のご意見大変貴重で役にたちました。
色々トライして、上手く行ったらまた投稿させて頂きます。
ありがとうございました。
追伸:関東CAE、会員申し込み登録をさせて頂きました。今後皆様に
お会いする機会があると思います。今から楽しみです。宜しくお願いします。

# 2003年6月3日 # No.5312 # よし☆三 #
>加工上、山と谷の部分が偏肉し、薄くなってしまうのをどの様にモデル化するのか、
by　myfirstvaioさん

2次のシェル要素で作成して、各節点に板厚を入れるという方法が
簡単そうに思えますが、不味いですか?
(編集担当：Happy 2003/10/18)

<曲げモーメントの掛け方について>

# 2003年5月23日 # No.5245 # 超初心者 #
引き続き投稿させてもらいます。今度は曲げモーメントの作用の仕方についてです。
ある断面に曲げモーメントを作用させたいのですがsurfaceを作成してそれに作用させればいいと思うのですがいかがでしょうか?
しかし、それだと断面が複雑になれば不可能になるのではないかと思うのですが・・・。いかがでしょうか?
サポートにも問い合わせてみますが、ただいま製造番号を問い合わせ中かつこちらはいろいろと勉強になることが多いので・・・。
なんどもすいませんよろしくお願いします。(使用しているソフトはMarc Mentatです。)

# 2003年5月27日 # No.5271 # MarcUser #
こんにちは.
以下のようなモデルで解析してみました.

以下のような棒をソリッド要素で作成

A
|---------------------------+ B　* *
|---------------------------+

y
|
+-->z

A面はx,y,z拘束.B面にはピタリと接触するsurfaceをつくり,
contact条件をglueにして「のり付け」状態にします.
Bに接触させた剛体壁(surface)をLoad controlにして,
二つの独立した節点(上図で*マーク)をそれぞれcontrol nodeとaux nodeにします.
ここで,control nodeは剛体壁の並進自由度をaux nodeは
回転自由度を与えます.
control nodeは境界条件でx方向を固定し,y,zはfree.
aux nodeには境界条件でy,zを固定し,xにpoint loadとして回転モーメントを与えます.

これで解析可能でした.

.datをお渡しできますが,掲示板に書き込むと膨大なデータで他の皆さんの迷惑になりそうですので,エムエスシーのclub mscに同じ質問を書
き込んで,いただければそちらでデータを書き込みます.
(以前,データを書きましたが削除されませんでした.)
「この方法であれば断面形状がどんな形であっても可能だと思います.」
いかがでしょうか?
以上.ご参考まで

# 2003年5月27日 # No.5273 # 超初心者 #
ありがとうございます。ただ、ちょっと思うのが、surfaceのを作る際の節点の指定できる数が限られているので形状にも限度があるのかなと思うのですが。それともそういうことではないのでしょうか?
実はすぐにmentatを使える状況にないので、思いつきてきな発言をお許しください。

あと、ハッピーさん掲示板の書き込み方についての御指摘、了解しました。注意します。それともう一つ、等曲げ状態についてですが、一定の曲げモーメントが一様に分布している状態をいいます。例えば、単純梁の両端に同じ値の曲げモーメントを作用させれば一定の曲げモーメントが働きます、そのことを言っていました。

# 2003年5月27日 # No.5274 # MarcUser #
> surfaceのを作る際の節点の指定できる数が限られているので...

surfaceはmentatの場合pointで作成することになります.nodeでsurfaceを作るのではなく,剛体壁を作ってここに接触させるという方法なのです.これであれば,ひとつの剛体壁に複数の節点を接触させて制御することが出来ると思っています.
図のBの端面が平面でない場合であれば,節点の構成する曲面に沿った剛体壁(pointによって作成されるsurface)をのり付けしてやればいいと思います.
なかなか,文字で説明するのは難しいですね.(笑)

# 2003年5月27日 # No.5277 # ハッピー #
> それともう一つ、等曲げ状態についてですが、一定の曲げモーメン
> トが一様に分布している状態をいいます。例えば、単純梁の両端に
> 同じ値の曲げモーメント・・・
by 超初心者さん

と言うことは、断面形状の複雑さは関係ないですね。
MarcUserさんが紹介された剛体貼り付けについては、「CAE実用大事典」で「要素結合復習会」で検索すると参考になると思います。ソリッドとシェルを如何にして結合するか、がヒントです。
この手法では端面で断面変形を拘束しますから応力が多少乱れるかも知れませんね。

# 2003年5月28日 # No.5283 # MarcUser #
> この手法では端面で断面変形を拘束しますから応力が多少乱れるかも知れませんね。

そうなんですよね.完全糊付けは断面拘束が強すぎます.
実は最初に糊付けでなく,剛体壁面内方向には自由に滑れるようにして法線方向のみ離れないようにしたのですが,途中で面から滑って剛体壁が飛んでいってしまいました.
かなり広い剛体壁を用意しなければいけないかもしれませんね.

# 2003年5月28日 # No.5289 # ハッピー #
> 実は最初に糊付けでなく,剛体壁面内方向に
> は自由に滑れるようにして法線方向のみ離れ
> ないようにしたのですが,途中で面から滑って
> 剛体壁が飛んでいってしまいました.
by MarcUserさん

「CAE実用大事典」にある

>(1-1)ソリッド側をマスターとする
>
>---------a:・・・・・・・・・t/2
>---------b:
>---ソリッド--c:s==シェル中立面=→↓荷重
>---------d:
>---------e:・・・・・・・・・-t/2

または、

>(1-2)シェル側をマスターとする(その2)
>
>-------e・・・・・・・・・・t/2
>-------d
>-------c:s==シェル中立面==
>-------b
>-------a・・・・・・・・・・-t/2
>-->X軸

は、断面の変形を拘束しませんね。これをServoLinkで記述して点Sにモーメントを加えれば良いのではないでしょうか。要は、スライド式の剛体面を自作するわけです。
　(シェルは不要です)
但し、(1-1)では、Sはスレーブ点(Tied Node)ですから、このモーメントをかけるには一工夫必要と思います。

# 2003年6月9日 # No.5351 # 超初心者 #
　何度も失礼します。またまた質問があります。前にsolid要素に曲げモーメントを作用させようとしたやつについてなんですが、いったんsolid要素は、中止します。ご教授くださった皆様には大変感謝しております。
　あきらめたわけではありません。ただ、根本的なところが私は理解できていないと判断できたからです。
　そこでなんですが、今度はshell要素で試してみようとしています。これは、ごく簡単に入力(NODE ADDで入力)でき理論値とも近似しました。(断面は四角形です。)
　POINT LOADのMOMENTで作用させる時、SURFACE ADDでも可能ですよね?そもそもSUFACEはなんのためにあるのでしょうか?
　私が考えるに四角形断面に作用させる際にそれと同じ形状のSURFACEを作成しそれに作用させれば、うまく働くといった機能を備えたものだと判断しています。だとするとshell要素では不可能ですよね?(中立面をとっているのでSURFACEが作成できないと思ったからです。)
　なぜ私がSURFACEにこだわるかと言うと私が解析しようとしているのがBOX型の断面だからです。
　正直、SURFACEの作成方法もQUADしか分からないといった具合です。マニュアルを見てもいろんなSURFACEが作れるんだなと言うことぐらいが私には理解できませんでした。
　もし、不可能ならばうまく節点に振り分けるしかないのでしょうか?
(編集担当：Happy 2003/10/18)

<ガソリンエンジンのピストンの解析>

# 2003年4月10日 # No.5064 # 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。

# 2003年4月10日 # No.5065 # Den #
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。

# 2003年4月10日 # No.5066 # 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。

# 2003年4月11日 # No.5070 # k.m.r #
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。

# 2003年4月11日 # No.5071 # 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://bbs.nc-net.or.jp/forum/jump.php?bbs_type=12&touri=http://www.cybernet.co.jp/education/d+a.html#flex_ex

# 2003年4月11日 # No.5073 # 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://bbs.nc-net.or.jp/forum/jump.php?bbs_type=12&touri=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～。

# 2003年4月11日 # No.5075 # 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。

# 2003年4月11日 # No.5076 # 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?(^^;;;)

# 2003年4月11日 # No.5077 # 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)

# 2003年4月12日 # No.5079 # 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：Happy 2003/10/18)

<補強のある平板の解析>

# 2003年2月4日 # No.4701 # MAYU #
補強がある平板の解析を行っています。
平板の片面に補強のための梁があり、その反対面から荷重を加えるといったものです。
補強にビーム要素(オフセットさせている)、平板にシェル要素を使用していますが、ビーム要素とシェル要素の節点の部分で悩んでいます。
節点を共有(マージ)する方法や、節点を共有せず『ばね』で
ビーム要素とシェル要素の節点をつなげたりしているのですが
(ばね定数の設定がまた難しい・・・)
なかなか実測値(たわみ)に近づきません。
このような解析で何か良い方法がありましたら、お教え願います。
ちなみにソフトはANSYSで、線形静解析で行っています。
本文章でイメージがつきにくいかも知れませんが、宜しくお願い致します。

# 2003年2月4日 # No.4703 # dan #
わざわざビーム要素を使わなくても、すべてシェル要素でモデルを作成すればよいかと思いますが、できない理由でもあるのでしょうか。

# 2003年2月5日 # No.4708 # ハッピー #
> 補強がある平板の解析を行っています。
> なかなか実測値(たわみ)に近づきません。
by MAYUさん
解析が実測に合わない場合、拘束部のモデル化が効いていることが良くありますよ。
解析で「完全拘束」としても実際にはガタや変形があったり。
あと、基本的な話でヤング率などの物性値。
実験で荷重が一様な圧力になっているかどうか、とか

# 2003年2月5日 # No.4710 # よし☆彡 #
>補強がある平板の解析を行っています。
>平板の片面に補強のための梁があり、その反対面から荷重を加える
>といったものです。
>補強にビーム要素(オフセットさせている)、平板にシェル要素を
>使用していますが、
>ビーム要素とシェル要素の節点の部分で悩んでいます。
>節点を共有(マージ)する方法や、節点を共有せず『ばね』で
>ビーム要素とシェル要素の節点をつなげたりしているのですが
>(ばね定数の設定がまた難しい・・・)
>なかなか実測値(たわみ)に近づきません。
by MAYU さん

通常はシェル要素の節点を用い梁要素を抜けなく作成します.
また,オフセットはなるべく小さな物を用い,なるべく面外方向のみ
オフセットすべきでしょう.いづれにせよ,何が構造に利くのかを
あらかじめ予測することが大切です.
　シェルとオフセットされた梁を別節点で定義する方法を書かれてますが, 物理的な意味があるなら良いのですが,たぶん無さそうな様子なうえ,モーメントが伝わらない問題もありますので,
基本的にはNGだと思います.
(実はシェルと梁を接続してもソルバーの中で経験的な剛性で
1つのモーメントは殺されてるはずですが,,,,それはさておいて)

私が感じることは,ハッピーさんの指摘されてる拘束条件の
影響が大きい気がします.膜応力が発生しなければ条件により
約倍は違いますから,,,
また,一般にシェルや梁は多くのユーザが意識されずに
使われてますが,用いられる仮定によりある程度使い分けが必要です.
特にマニュアルに薄肉,厚肉とか書かれてる場合は要注意ですが,
その点などは大丈夫でしょうか?

# 2003年2月5日 # No.4711 # ピピ #
> なかなか実測値(たわみ)に近づきません。
by MAYUさん

どのくらい実測値とずれてるんでしょうね～?そこが問題だ。
ハッピーさん、よし☆彡さんが鋭い指摘をされてますが、ちょっと追加です。
補強材はアングル鋼やチャンネル鋼などでしょうか?
ビーム要素だと、単純な線になってしまいますけど、強軸方向を意識していないとトンチンカンな設置をしてる場合がありますので、ご確認を。

danさんご指摘のように、梁をシェル要素でモデル化した場合と比較してみることも不可欠だと思います。
補強材は平板に溶接されているものと推測しますが、実際の溶接条件を考慮したモデル化を心がけた方が良いと思います。バネ要素などで数字だけ合わせてしまうとその場だけの解析になってしまうような気はします。

# 2003年2月5日 # No.4714 # MAYU #
danさん,ハッピーさん,よし☆彡さん,ピピさん
ご指摘ありがとうございました。
ハッピーさん,よし☆彡さんご指摘の通り、実験での拘束および荷重条件と、解析上での拘束および荷重条件で差が生じることは理解しているつもりですが・・・
再度、解析モデル・拘束・荷重条件等見直してみます。
danさんご指摘の、補強をシェル要素でモデル化といったことでも
検討してみたいと思います。
また分からないことがありましたら、よろしくお願い致します。
(編集担当：Happy 2003/09/28)

<衝撃荷重解析>

# 2003年2月3日 # No.4689 # Hisa #
　板金部品に衝撃荷重が加わった時の応力値を、線形解析で
求めたいのですが、何か良い方法はありますか?
　尚、当方には非線形解析プログラムは有りません(i_i)
　部品へ衝撃が加わる点を拘束して、慣性力を実際の衝撃力と
反対方向へ与える事で、各部の応力集中を見ようと思って
いますが如何でしょうか?
　ただし、この方法だと応力波の影響が除外されると思うので、
その点が気がかりです。

# 2003年2月3日 # No.4691 # よし☆彡 #
過渡応答解析(モード解析)とか出来ないのですか?

# 2003年2月3日 # No.4694 # ピピ #
よし☆彡さんの質問とダブりますが、Hisaさんが使われているソフトは線形静解析しか対応してないってことですか?
線形ソフトでも、動解析に対応してれば、過渡応答解析が可能だと思いますが、静解析で対応するのは、かなり限られた条件じゃないと無理っぽいですね。
静解析しか対応していないソフトでも、実モード解析はできるでしょうから、とりあえず、モーダルパラメータは、把握しといた方が良いと思います。
衝撃荷重の入力スペクトラムが理解できていれば、何次のモードまで励起されるのか大体分かりますから、過渡振動は、励起されるモードの合成で何とな～くイメージできるかもしれません。
ものすごくシンプルな低次モードしか励起しない場合は、入力されるエネルギと弾性エネルギが吊り合うところまで、静的に変形させた結果で評価できるんじゃ無いでしょうかね?

# 2003年2月4日 # No.4700 # Hisa #
　よし☆彡さん、ピピさんお返事ありがとうございます。

> 線形ソフトでも、動解析に対応してれば、過渡応答解析が可能だと思いますが、
> 静解析で対応するのは、かなり限られた条件じゃないと無理っぽい
> ですね。
> 静解析しか対応していないソフトでも、実モード解析はできる
> でしょうから、とりあえず、モーダルパラメータは、把握しといた
> 方が良いと思います。

　実モード解析はできます。　過渡応答解析は出来るかどうか分からないのですが(^^;
マニュアルを調べてトライしてみます。

>衝撃荷重の入力スペクトラムが理解できていれば、何次のモードまで励起される
>のか大体分かりますから、過渡振動は、励起されるモードの合成で何とな～く
>イメージできるかもしれません。

　入力スペクトラムを分析して対象とする周波数範囲を決め、モードを選べば概ねの雰囲気が掴めるという事でしょうか?検討してみます。

>ものすごくシンプルな低次モードしか励起しない場合は、入力される
> エネルギと弾性エネルギが吊り合うところまで、静的に変形させた
>結果で評価できるんじゃ無いでしょうかね?

　衝撃荷重による破壊実験結果と慣性荷重による静解析の応力集中箇所が一致したので、まずはこれで対策案を検討してみるつもりです(モードとの比較はまだですが)。
(編集担当：Happy 2003/09/28)

<真空環境下での圧力容器の解析>

# 2003年2月1日 # No.4678 # m-sudo #
1気圧下での圧力容器と真空環境での圧力容器の解析に関して
内圧が仮に0.7Mpaとした場合、どのような違いがあるのでしょうか。
対称要素で解析そのものはできるのですが、圧力値はどう入れるのか
悩んでいます。
もう少し補足すれば
真空中の場合は　内圧+大気圧の数値を入れるべきか。
これが正解かなとは思いますが。
または
真空中では内圧そのままの数値を入れ、大気圧環境下では
内圧-大気圧の数値を入れるのかです。
そうであるとすると手計算を含めて今までの計算が間違い
になります。

# 2003年2月1日 # No.468 # ピピ #
圧力の表記は2種類の基準があります。
大気圧を基準(ゼロ)として大気圧との差圧を表現する「ゲージ圧」と、完全真空を基準(ゼロ)として表現される「絶対圧」です。
すなわち、「ゲージ圧」=「絶対圧」-「大気圧」ですね。
当然、大気圧は常に変化していますから、絶対圧一定でも、ゲージ圧は変化することになります。
一般的なブルドン管圧力計などで測定しているのは、ゲージ圧です。
圧力による荷重は、要は内部と外部の圧力差により生じるので、
ゲージ圧で考えても、絶対圧で考えても、結果は同じになります。

# 2003年2月2日 # No.4685 # m-sudo #
結構微妙な内容で、構造によっては割り切れないような感がしますが、
例えば、充填圧力が大気圧内で0.7Mpaと設定して大気圧環境で充填し、それ(圧力容器)を真空空間に運んだ場合は圧力容器内の圧力は
{大気圧(充填時圧力)+0.7Mpa}に変わると判断して、その数値を入力してよろしいのですね。そのように理解しますが。くどくてすみません。確認したいので。

# 2003年2月2日 # No.4687 # ピピ #
私の説明が要領を得ていなかったかもしれません。スミマセンでした。
上述解析条件を、ゲージ圧(G)、および絶対圧(A)で表現してみると。

1.ゲージ圧の場合

1)大気圧下
①内圧:0.7MPa(G)　、　②外圧:0MPa(G)
　　　↓　　↓　　↓　　↓　　↓
2)真空下
①内圧:0.7MPa(G)　、　②外圧:-0.1MPa(G)

2.絶対圧の場合

1)大気圧下
①内圧:0.8MPa(A)　、　②外圧:0.1MPa(A)
　　　↓　　↓　　↓　　↓　　↓
2)真空下
①内圧:0.8MPa(A)　、　②外圧:0MPa(A)

となりますから、何れの場合も、大気圧下の差圧は0.7MPa、真空下の差圧は0.8MPaになるということですね。
通常は、大気圧をキャンセルする為にゲージ圧で議論することが多いと思いますが、実際は、大気圧下にあるものには、約0.1MPa(A)の圧力が掛かっているんですよね。
よけい分かりにくくなったらスミマセンm(__)m。
標準大気圧=101.3kPa(A)ということは、ご存知ですよね?

# 2003年2月3日 # No.4688 # m-sudo #
ピピさん、ありがとうございました。
良く理解できました。
標準大気圧は0.1Mpaと記憶していました。
いい機会なので精確な数値を覚えておきます。
(編集担当：Happy 2003/09/28)

<ピン結合について>

# 2003年1月22日 # No.4607 # FEM初心者 #
はじめて質問するのですが、よろしくお願いします。
現在、NASTRANで3次元トラス構造(1枚のSHELL要素の四隅それぞれに、
CBAR要素を結合し、4本のCBAR要素の逆端を1点で結合。
なお、CBAR要素の両端はピン結合のため、両端の回転を解放)の静解析をしようとしているのですが、
「MATRAIX KLLのエラー」で流れません。
おそらく、CBAR要素の両端をピン結合にしているために、生じていると思われます。
これを回避する方法として、CBAR要素の代わりに、CROD要素を使用し、トルクを伝達しないために、J(ねじり定数)を設定しない方法が考えられますが、CBAR要素を使用しての方法がありましたら、教えて頂きたいのですが。

# 2003年1月22日 # No.4608 # 金色ウサギ #
CBAR自体が、その軸回りに回転しますよね。そのために特異なマトリクスになっているのしょう。
CBARが軸回りに回転しないような拘束条件をつけては。

# 2003年1月22日 # No.4611 # ピピ #
モデル形状が完全にはイメージできていないのですが、四角いテーブルみたいな形でしょうか?
天板がシェル要素でモデル化されており、4本の脚がCBARですよね。
シェルとCBARはピン結合されており、CBARの下端は1本だけ完全拘束?で、それ以外はピン拘束?でしょうか。
その場合、金色ウサギさんのご指摘の通り、少なくともCBAR軸周りの回転は拘束する必要がありますね(CBARの剛体変位(回転)を抑えるため)。
天板の形状および脚の長さにも依存すると思いますが、上記拘束以外に、もう一箇所で回転を拘束しないと剛性マトリクスの特異性が解消されない場合もあると思います。
説明しにくいのですが、1本のCBARを軸にして、天板が回転してしまう剛体変位を抑えられないケースです。
想像上では剛体変位が起きないように思えるのですが、主方向剛性との比があまりにも小さい場合には、モデルが不安定と見なされますので、結果的には「FATAL　MESSAGE」が解消しません。
それから、両端をピン拘束している場合は、節点からは捻りや曲げモーメントは伝わりませんから、CBARでもCRODでもCBEAMでも結果は同じだと思います。

# 2003年1月22日 # No.4612 # ピピ #
自己レスで～す。
あまり考えないでレスしましたが、FEM初心者さんのカキコを見直したら、勘違いみたいですね。
形状はシェルを底板にした、ピラミッドみたいなトラス構造ですか?
まったく、読解力が無いと言うか、思い込みが激しいと言うか...>>俺
金色ウサギさんのご指摘で解決すると思います。
失礼いたしました(何回目でしょう)。
やっぱり、画像掲示板が欲しい!!って、勘違いしてたのは、俺だけか(笑)。
しかし、こんな不安定なモデル作るわけ無いわな。冷静に考えたら。

# 2003年1月22日 # No.4613 # FEM初心者 #
ピピさん、金色ウサギさん
親切丁寧な回答、ありがとうございます。
私の言葉が足りなかったことで、
モデル形状がイメージしにくかったと思い、反省しております。

さて、回答の
> CBARが軸回りに回転しないような拘束条件をつけては。
by金色ウサギさん

ですが、
トラスの部分を複数のCBAR要素でモデル化した場合、
全てのCBAR要素の軸回り自由度を拘束しなければならないのでしょうか、それとも端部のCBAR要素のみ軸回り自由度を拘束するのでしょうか?
また、固有値解析を行う場合も、同様にトラス軸回りは拘束するのでしょうか?

# 2003年1月23日 # No.4614 # ネプ #
初めてのカキコです。いつもはROMらせて頂いています。

> CBAR要素を結合し、4本のCBAR要素の逆端を1点で結合。
> なお、CBAR要素の両端はピン結合のため、両端の回転を解放)

この時、BAR要素4ヶ所から一点に剛体を設定し、Rx・Ry・Rzの各
拘束をはずした場合、エラーが出ます。
というのは剛体要素は一点を複数で共有できないからです。
逆に一点からBARの4点へ剛体要素を設定してみると大丈夫でした。
(簡易モデルで解析できました)

> これを回避する方法として、CBAR要素の代わりに、CROD要素を
> 使用し、トルクを伝達しないために、J(ねじり定数)を
> 設定しない方法が考えられますが、

ちなみにROD要素ではJを入れようが入れまいが無視されたと思うのですがちょっと確かではありません・・・。
これも簡単なモデルで試せばすぐわかります。
トラス構造の場合は基本的にROD要素を用い、結合点間は分割しない
(一本の要素で作る)のだと思ってます。

# 2003年1月23日 # No.4615 # 金色ウサギ #
> トラスの部分を複数のCBAR要素でモデル化した場合、
> 全てのCBAR要素の軸回り自由度を拘束しなければならないのでしょうか、
> それとも端部のCBAR要素のみ軸回り自由度を拘束するのでしょうか?

端部のCBAR要素(の1節点)のみ軸回り自由度を拘束すれば十分ですよ。
異なる節点自由度の要素をつないだり、端点開放する場合、私だったら要素がどのように動きうるのかを想像します。式で考えるのは苦手なので(笑)
動きが定まらない=特異なマトリクス、ということです。今回の場合、トラス部分がその軸回りにクルクル回ってしまいますよね。

> また、固有値解析を行う場合も、
> 同様にトラス軸回りは拘束するのでしょうか?

固有値解析でも同じです。
その他に、剛体要素やMPCなど使う場合はソルバーによりルールが違うことがありますので、マニュアルなどでキーポイントは抑えておくと良いですね。。。これは蛇足かな?

# 2003年1月23日 # No.4618 # ピピ #
参考になればと思い、気が付いたことをレスします。

> トラスの部分を複数のCBAR要素でモデル化した場合、
> 全てのCBAR要素の軸回り自由度を拘束しなければならないのでしょうか、
> それとも端部のCBAR要素のみ軸回り自由度を拘束するのでしょうか?
by　FEM初心者さん

やはり、CRODでモデル化するべきだと思うんですよ。
CBARでモデル化すると、軸周りの回転を拘束する必要が生じますが、
FEM初心者さんのモデルだと、一本一本のCBARに対して局所座標系を作ってから回転拘束を掛けないといけないですよね?
それって、めんどくさいですし、無駄な作業だと思います。

両端がピン拘束で軸力しか考える必要が無いのであれば、CRODで十分だと思います。
CRODの場合、元々回転自由度を考える必要がありませんから、後から回転拘束を追加する必要性も生じませんし...

> また、固有値解析を行う場合も、
> 同様にトラス軸回りは拘束するのでしょうか?

固有値解析の場合は、全く拘束が無いFF(両端自由)でも解が求まりますから、モデル内に剛性マトリックスの特異性があっても、エラーは出ないと思います。

但し、(剛体変位する要素数)×(剛体変位する自由度)分の剛体モードが発生しますから、例えば、解析対象周波数を1Hz以上とかに設定しておかないと、無駄なモードが山ほど出てきます。

# 2003年1月23日 # No.4619 # FEM初心者 #
みなさんの貴重な助言、感謝しています。

さて、

> やはり、CRODでモデル化するべきだと思うんですよ。
> CBARでモデル化すると、軸周りの回転を拘束する必要が生じますが、
> FEM初心者さんのモデルだと、一本一本のCBARに対して局所座標系を作ってから回転拘束を
> 掛けないといけないですよね?
> それって、めんどくさいですし、無駄な作業だと思います。
>
> 両端がピン拘束で軸力しか考える必要が無いのであれば、CRODで十分だと思います。
> CRODの場合、元々回転自由度を考える必要がありませんから、後から回転拘束を追加する
> 必要性も生じませんし...
by ピピさん

今回の場合、トラスをCRODでモデル化すると、
変位が軸方向にしかでないような気がしますが。
(今さらで、申し訳ないんですが、
もし、そうなら、ちょっとまずいんです。)

また、

> 固有値解析の場合は、全く拘束が無いFF(両端自由)でも解が求まりますから、モデル内に
> 剛性マトリックスの特異性があっても、エラーは出ないと思います。
>
> 但し、(剛体変位する要素数)×(剛体変位する自由度)分の剛体モードが発生します
> から、例えば、解析対象周波数を1Hz以上とかに設定しておかないと、
> 無駄なモードが山ほど出てきます。
>
by ピピさん

トラスが座標系に対して、傾いて位置する場合も、
エラーが出ずに、流れるでしょうか?

# 2003年1月23日 # No.4620 # ピピ #
> 今回の場合、トラスをCRODでモデル化すると、
> 変位が軸方向にしかでないような気がしますが。
> (今さらで、申し訳ないんですが、
> もし、そうなら、ちょっとまずいんです。)
by FEM初心者さん

CRODでモデル化するのが妥当かどうかは、もう少し情報が無いと分かりませんね。
どのように荷重が加わるのか、モデル全体でどのように拘束されるのか、などの境界条件が分からないと、ちょっと...

私のアドバイスは「致命的エラー」を回避するためにしたものです。
まずは、CRODで簡単なモデルを作成して、結果を得てからCBAR　or　CBEAMでモデル化してみても良いのではないか?というレベルで考えてください。

#私ならCBARは使いません。CBEAMを使います。CBEAMなら、形状を入力すれば必要な形状特性を勝手に計算してくれるからです。

> トラスが座標系に対して、傾いて位置する場合も、
> エラーが出ずに、流れるでしょうか?

これも、試してみればすぐに分かることですよ。
変形解析で「致命的エラー」が出るモデルでも、固有値解析では結果が得られることがある。と捕らえて試してみたら如何でしょう?
考える間も無く、答えが出ますぜ。

# 2003年1月23日 # No.4621 # ハッピー #
> > 両端がピン拘束で軸力しか考える必要が無いのであれば、CRODで十分だと思います。
> > CRODの場合、元々回転自由度を考える必要がありませんから、後から回転拘束を追加する
> > 必要性も生じませんし...
> by ピピさん
私も、CRODを4本ピラミッド状に立てれば必要十分と感じます。
各棒の両端が球面軸受け(ピロボール)のような構造と理解しましたので。
CBARは、棒のたわみを考慮する時には必要ですが。

> 今回の場合、トラスをCRODでモデル化すると、
> 変位が軸方向にしかでないような気がしますが。
それは心配ないですよ。今の場合、仮に軸方向にしか変位しないのであれば全く変形できないことになっちゃいますよね。
(編集担当：Happy 2003/09/28)

<動弁系スプリングのモデル化について>

# 2002年10月24日 # No.3806 # スプリング #
初めての投稿ですが、いつも勉強させていただきます。
動弁系バネの解析を要求されていますが、稼動中、一部のバネが接触しているので、接触を考慮する振動解析を取り扱うソフトがありますか。
おそらくMARCあたりできるだろうと思いますが、実績がありましょうか。
ご教授のほど、宜しくお願い致します。

# 2002年10月24日 # No.3807 # よし☆彡 #
振動ってどのようなものについておっしゃられてますか?
(時刻ごとに状態を求めるとか,,)

# 2002年10月24日 # No.3810 # ハッピー #
> 動弁系バネの解析を要求されていますが、稼動中、一部のバネが接触しているので、接触を考慮する振動解析を取り扱うソフトがありますか。
> おそらくMARCあたりできるだろうと思いますが、実績がありましょうか。
by スプリングさん

サージングを見たいとか?
昔は、エンジン動弁系のシミュレーションと言うと、3質点とか5質点のバネ・質点系に置き換えてやってましたが、今じゃ、ソリッドで解けちゃうんでしょうか。
あと、正常な運転状態でも接触するんですか?　フィレッティングとか気になりますが。

# 2002年10月24日 # No.3816 # スプリング #
早速のご回答、心から感謝しております。
仰られたとおり、時刻ごとに状態を求めるが、その際、スプリングの素線同士が当たることを考慮しなければならないようです。
サージングの際はもとより、通常運転のときも当たることがあります。
宜しくお願い致します。

# 2002年10月24日 # No.3817 # よし☆彡 #
> 仰られたとおり、時刻ごとに状態を求めるが、その際、スプリングの
>　素線同士が当たることを考慮しなければならないようです。
> サージングの際はもとより、通常運転のときも当たることがあります。
> 宜しくお願い致します。
> byスプリングさん

素線同士と言うことは,例えば梁と梁のライン-ラインの接触が扱える直接積分が出来るソフトということですか?
-----------------------------------
通常は節点が接触の基準として用いられるので,すこし難問かもしれませんね.
陽解法のものは多分,最近はどれでもいけると思いますが,
陰解法は難しいような感じがしますが,みなさん如何でしょう?
特に曲がりバリとかは無理じゃないのかなぁ?

一方,節点が接触の判定とする方法はどのソフトでも出来ると思いますが, モデルの作成上,可能かどうかの方が心配だなぁ,,,どうです?

# 2002年10月24日 # No.3821 # ハッピー #
> 一方,節点が接触の判定とする方法はどのソフトでも出来ると思いますが,
> モデルの作成上,可能かどうかの方が心配だなぁ,,,どうです?
by よし☆彡さん

梁要素でモデル化した場合だと、接触点がバネの軸方向に一直線上に並ぶようにモデル化して、ギャップ要素を使って初期ギャップを、本来の素線太さを考慮した場合の素線間軸方向距離にしておけば良いように思えます。
よく螺旋階段で、階段の手摺外側に鉛直の部材を上から下まで通して安全柵のようにしているのがありますね?
あの安全柵が即ちギャップ要素のイメージ。

#勿論、ソリッドで巻き線をモデル化できれば良いんでしょうが計算時間が。

昔ながらのバネ・質点モデルでも、バネ特性を非線形にすれば、
接触でバネが硬くなる挙動はモデル化できると思います。
動弁系の応答なら、これでそこそこイケルいう気がしないでもないですが、いかが?
勿論、非線形のバネを求める際に、詳細なFEMを使うことは有効かも。

# 2002年10月28日 # No.3855 # スプリング #
ハッピーさん、よし☆彡さん
御教示いただき、心から感謝しております。
大変勉強になりました。

# 2002年10月29日 # No.3868 # ハッピー #
>No.3855 Re: 3821 3816 3807 3806 スプリングの動的解析
検索していると、エンジン解析専門メーカーさんのページに、
http://www.avl.com/internet2000/index/avlset.html?http://www.avl.com/internet2000/020_Products_Services/030_Simulation/010_Software_Products/sys_tycon_application_gallery4.html
昔、RungeKuttaで、サージング(スプリングの共振)や
バルブの踊り(バルブシートで跳ねる)なんかを計算してましたが、
この綺麗なシステムも中味は多分、バネ質点モデルじゃないかなぁ。
(編集担当：Happy 2002/11/16)

<逆問題>

# 2002年10月12日 # No.3685 # ハッピー #
> ○チャーリーさん
> >逆解析ってご存知ですか?
> いえ、聞いたことありませんが。どういう解析でしょうか?
by ランティスさん

逆問題。Invers Problem
通常の解析(順問題)では、
「解析対象」を定義し、これに「境界条件、初期条件」を設定した
時の「応答」を求めますネ。
構造解析で言えば
<既知情報>
解析対象:メッシュ、物性値...
境界条件:荷重、拘束...
<未知情報>
応答　　:変形、応力...
これに対して、「解析対象」「境界条件」の一部が未知で、
逆に、既知の「応答」から、この未知の情報を求めるのが逆問題です。

ふた昔も前、機械学会で逆問題が取り上げられ始めました。
「亀裂の同定問題」というのが、盛んに取り上げられていました。
構造物の内部に亀裂がある場合に、この亀裂の位置、形状、寸法が未知なので、構造物に種々の境界条件を与えたときの応答から、亀裂を特定してやろうというものです。

いわゆる「合わせ込み」も逆解析、逆問題と広い意味で言えます。
・「熱伝導解析」では、境界条件=熱伝達係数が理論的に決定できない場合が多いので、温度実測値を既知の応答量として、境界条件を合わせ込むことがよくあります。
最適解析ソフトで合わせ込みをする事例もあるようです。
・また、鍛造解析などの材料特性の非線形性が強い場合では、材料特性のパラメーターを、変形実測値に解析結果が合うように合わせ込むことがあります。
粘弾性体でもそういうアプローチはありそうな気がします。
(編集担当：Happy 2002/11/16)

<スポット溶接のモデル化の仕方>

# 2002年8月30日 # No.3552 # Koji #
以前もお世話になりましたものですが,二枚の金属板をスポット溶接した部材を再現し、その部材を用いて解析を行いたいのですが,スポット溶接とはどのようにすればよいのでしょうか.
宜しくお願いします.

# 2002年8月31日 # No.3559 # ハッピー #
スポット溶接は、何度か掲示板に登場してますね。
・2枚の金属板上の溶接位置に相当する位置に節点が来るようにメッシュを切って
　単純に節点をマージして共有するか、
　重複節点にしておいてTyingなどで2点を剛結する方法
・上記2点をバネで結合し、そのバネ定数はユーザーが「適切な値」を設定する方法
の、何れかをケースに応じて使い分けるように思います。

なお、溶接位置に節点を持ってくるのは結構面倒なので、
下で話題になった「不整合メッシュをつなぐ」考え方を応用して、
溶接位置を気にせずにシェルメッシュを切って置いて、溶接位置に相当するお互いの要素面上の位置に仮想節点を置き、これらを剛結ないしバネ結合するやり方もあります。
(編集担当：Happy 2002/11/16)

<引っ張り試験取り付けボルトのモデル化>

# 2002年7月23日 # No.3364 # roi #
以前お世話になりました。
MARC/Mentatを使用しているものです。
ボルトのモデル化に関して質問があります。

ボルト、母材ともにソリッドでモデル化した場合、
ボルトの頭の下部と、母材の表面が接触する状態になると思うのですが、この場合、共有節点を設け、完全につなげていいものなのでしょうか。
ボルト、母材の要素の間で、接触の条件(摩擦係数)等を入れているのですが、解析の都合上、拘束条件を与えるために、
ボルトと母材とを何かでつなげなければなりません。
完全につなげてしまうのが、方法として妥当であるのかが、今のところ疑問です。
ワッシャーの様なものをモデル化し、一枚挟むような形がいいのでしょうか。
ご意見、ご指摘等、よろしくお願いいたします。

# 2002年7月23日 # No.3365 # ハッピー #
何を見たいか、によると思いますが、ナット座の部分の応力を見たい!というのでもなければ、完全共有しても影響は小さいと思いますが、如何でしょう。
逆に、完全に滑らせて軸方向の力だけを伝えても良いでしょうし。
摩擦を与える場合も含め、ナットの剛体運動を拘束するために、ナット/母材間の相対的な面内の並進&回転を止めるTyingは必要かな。

# 2002年7月23日 # No.3367 # roi #
レスありがとうございます。
ボルト締めされた平板の引張試験をモデル化したいのですが、母材のボルト孔周辺の応力状態を見ようと思っています。
その場合、完全共有させるとボルトの頭まで引っ張られてしまうため、完全共有には問題があるのではないかと考えました。
ボルト、母材とも、変形体として扱っているのも、この原因かもしれません。

# 2002年7月23日 # No.3368 # ハッピー #
構造がよく分からないのでピンとこないのですが、
ボルト締め付けで発生する摩擦力で引っ張り荷重を伝えるような構造何でしょうか?
板の孔内周とボルト(ピン)外周の間で力を伝えるんじゃないのですね?

# 2002年7月23日 # No.3371 # roi #
基本的には、穴の空いた平板の引張試験なのですが、
その穴にボルトを通し、ボルトの両端を固定して平板を引っ張るようなイメージです。
せん断抜け破壊、もしくは引張破壊となるような形式です。
力の伝わり方は、板の孔内周とボルト外周間だと思います。
表現がわかりにくいと思います、すいません。

# 2002年7月23日 # No.3373 # ハッピー #
一般的な引っ張り試験ですよね。
ということは、ボルトの締め付けは軽くガタガタしない程度でしょうから、ボルトの頭と板材をつながなくても良いように思いますが。
バラバラになるのを防ぐための最小限の拘束か、或いは、Tyingを使ってボルトの軸方向の変位だけつないで、板材面内の相対滑りは許すとか。　勘違いしてたらスミマセン。

# 2002年7月24日 # No.3374 # roi #
何回もありがとうございます、助かります。
> 一般的な引っ張り試験ですよね。
> ということは、ボルトの締め付けは軽くガタガタしない程度でしょうから、ボルトの
> 頭と板材をつながなくても良いように思いますが。

そのとおりで、締め付け力を入れることは考えていません。

> バラバラになるのを防ぐための最小限の拘束か、或いは、Tyingを使ってボルトの軸方向
> の変位だけつないで、板材面内の相対滑りは許すとか。　勘違いしてたらスミマセン。

ボルトと母材との接触が起きた後、ボルトに力(応力)が伝わればいいのですが、
共有節点でつなげない場合、力が伝わらないのです。
(つなげた場合は、ボルトの変形も見られます)。
CONTACTオプションの使い方が、うまくいってないのかなとも思います。
見直してみます。
あと、TYING機能も使用していないんで、それも調査して見ることにします。
ありがとうございます。
(編集担当：Happy 2002/11/10)

<ドーム屋根の節点座標の作成>

# 2002年7月18日 # No.3341 # dali #
msc visual nastran for win2001を使っています。
2方向グリッドドームの節点座標を作成しようと思っています。
みなさんはドームの節点座標とか普通はどのように作っているのでしょうか?
excelか何かでつくるのが普通でしょうか?

# 2002年7月18日 # No.3343 # よし☆彡 #
私の周りではFORTRANで作成する人が多いかも,,
(編集担当：Happy 2002/11/10)

<薄板のねじれ解析>

# 2002年7月5日 # No.3288 # としりん #
はじめて投稿します。
ANSYS・EDで長い薄板の固有振動数を求めようとしているのですが、節点数の制限に制約されています。
(1.5m×0.5m×0.001m)
分割してする方法などよい方法があれば教示してください。

# 2002年7月5日 # No.3289 # saito #
30分割×10分割×1分割=300要素で十分解析できると思いますが,
どのような振動を想定されているのでしょう?
(編集担当：Happy 2002/11/10)

<Nastranでテンション材を扱うには>

# 2002年6月13日 # No.3207 # dali #
MSC Nastran for windows 4.51を使っています。
テンション材を扱おうとしています。
引張には抵抗でき、圧縮には抵抗できないという状態をどのように扱えばよいのでしょう?
いまは、材料特性の定義のなかで、圧縮、引張、剪断それぞれの強度を指定できるような入力ボックスがあるので、それを試しています。この方法で正しいのでしょうか?
お願いします。

# 2002年6月15日 # No.3210 # チャーリー #
材料の非線形曲線が必要になるのと
降伏の判定定義がミーゼスでよいのか?
ということになります。
一度、降伏の履歴を試されるといいと思います。

# 2002年6月15日 # No.3222 # ハッピー #
Nastran for WindowsのMaterial特性入力ダイアログボックスには、「Limit Stress」
としてTension,Compression,Shearとあとますが、これは単に結果を評価するための基準値=Criteriaではないでしょうか?
「抵抗」挙動は、「剛性」の方で「強度」とは違うと思います。
見たところ、圧縮/引っ張りで剛性を変えるメニューは見当たらないようですが、どうなんでしょう?
最後のテクニックは、接触モデルをストッパーとして活用することかな?

# 2002年6月18日 # No.3240 # dali #
ハッピーさんチャーリーさんご返答ありがとうございます。
現在非線形材料を試しています。

vs応力の関数を作って
材料特性のなかで、非線形材料:非線形弾性をえらび先に作った関数を選択していますが、なかなかうまくいきません(解析できません)
入力データが正しくないようで、フェイタルエラーがでてしまいます。
やり方間違っているのでしょうか?
ご存じの方がいたらご教授ください。
(編集担当：Happy 2002/11/10)

<初期張力の入れ方(nastran)>

# 2002年5月26日 # No.3146 # Dali #
MSC Nastran for windows 4.51を使っているnastran素人です。
張弦ばりのようにロッドに初期張力の入っている構造の幾何学的非線形解析をしているのですが、うまく初期張力が入りません。

荷重セット1(外力)の他に荷重セット2をつくり温度荷重によってロッド部材に初期張力を入れようとトライしているところです。
まだ始めたばかりで周りにも使っている人がいないので困っています。
お願いします。

# 2002年5月26日 # No.3148 # ハッピー #
「初期張力」ですから、「幾何学的非線形性」を有する変形を引き起こす荷重が作用する前に、張力が作用している訳ですね?
つまり、増分的に2ステップ必要。
単純に、荷重と同時に熱歪みなどにより初期張力を与えてしまうと非線形性が故に解が正解と異なってしまう。
Nastranって、荷重ステップを増分的に追いかけることが出来ましたっけ?

# 2002年5月27日 # No.3149 # Dali #
ハッピーさんありがとうございます。
つまりこういうことでしょうか?
1step)
　温度荷重を設定し、静解析を実行する。
2step)
　外力を設定し1stepの結果からリスタートする。(この時非線形解析)
もう一度トライしてみます。ありがとうございました。
(編集担当：Happy 2002/11/10)

<プーリーワイヤ動力伝達のモデル作成>

# 2002年5月25日 # No.3141 # WIND #
VisualNastran4Dを使用していますがプーリーを使ったモデルができません。
ソリッドモデルで表現する方法を知っている方は教えて下さい。
必要とするモデル概要は変速なしの自転車のチェーンようにプーリー二つをベルトで繋いでまわす物です。よろしくお願いします。

# 2002年5月26日 # No.3147 # ハッピー #
ベルトはたるんで垂れているのでしょうか?
そうでなければ、地道に「Geometry/Extrude」「Geometry/Revolve」を使えばできそうな気がします。
・プーリー:回転体ですから、断面形状をBoundarySurface等を使って作って、これをRevolve(回転)
・ベルト:直線部は円形SurfaceをExtrude(押し出し)、プーリーに沿っている部分はRevolve。
いかがでしょう?
(編集担当：Happy 2002/11/10)

<板成形での「しわ」の判定の仕方?>

# 2002年5月22日 # No.3127 # hiropon #
初めて投稿させていただきます。
いつも拝見させて頂いております。
解析駆け出しの若輩者にとって、ここはとても勉強になります。
さて、現在アルミ材の”かしめ”後の変形形状を予測する為、
弾塑性解析を行っています。
かしめ前形状の代表的なパラメータをふって実験比較した所、
形状に関しては、実験とほぼ合っている結果が得られました。
(たまたまかもしれませんが。。。)

しかし、一部の表面上に”しわ”が発生している形状条件がありました。
しわは、解析結果でどう判断すれば予測できるのでしょうか?
表面にしわがでるということは、
表面の組織が圧縮に耐えかねなかったということでしょうか?
主応力を比較すればわかるのでしょうか?

初歩的な質問で申し訳ないのですが。
今までそのような検討をされた方がいましたら、
教えて頂けると助かります。

# 2002年5月22日 # No.3128 # imada #
しわができるような部位(比較的薄い部分)の面内の圧縮応力を見てみれば予想がつくのでは?
おりあえず最小主応力を見てみるとおおよそのあたりはつくかと思います。

# 2002年5月23日 # No.3129 # ハッピー #
imadaさんも指摘されてますように、圧縮応力による座屈現象と見なせると思います。

# 2002年5月23日 # No.3131 # dan #
> しわは、解析結果でどう判断すれば予測できるのでしょうか?

プリ・ポスト、ソルバーは何をお使いでしょうか。
成型解析用のものだと、結果としてシワを出力できるようです。
私が以前見せてもらった解析結果では、近辺の板厚減少量との相関がありそうな感じでした。単に形状のからみで、近くに板厚が減りやすいところがあっただけかもしれませんが。

# 2002年5月23日 # No.3133 # チャーリー #
> さて、現在アルミ材の”かしめ”後の変形形状を予測する為、
> 弾塑性解析を行っています。
> かしめ前形状の代表的なパラメータをふって実験比較した所、
> 形状に関しては、実験とほぼ合っている結果が得られました。
もう既に、達人さんです。
> しかし、一部の表面上に”しわ”が発生している形状条件がありました。
> しわは、解析結果でどう判断すれば予測できるのでしょうか?
> 表面にしわがでるということは、
> 表面の組織が圧縮に耐えかねなかったということでしょうか?
> 主応力を比較すればわかるのでしょうか?
imadaさん、ハッピーさんの指摘メカニズムの座屈だと思います。
しわを表現する場合、圧縮で密度を増加させるのは不自然です。
解析での形状が近似しているようでしたら、あまり応力は変わらないと思います。
逆にしわが寄っているような解析箇所の板厚など見てもいいのではないでしょうか?
シミュレーションにて、座屈、しわを表現させる上で、増分法という計算の細工が必要になります。
おそらく使用されているアプリケーションに機能があるような気がします。
弧長増分法とかいうものです。

# 2002年5月24日 # No.3134 # imada #
> 弧長増分法とかいうものです。
by チャーリーさん
弧長増分法=RIKS法　ですね。
過去に実施した経験では、時間がかかった割には応力分布から予想された以上の情報は得られなかったような記憶があります。
ただし、この辺が解析の肝(狙い)であるなら、多少ノウハウを蓄積する必要があるでしょうね(メッシュ分割の粗さ等)。

# 2002年5月25日 # No.3137 # チャーリー #
> ただし、この辺が解析の肝(狙い)であるなら、多少ノウハウを
> 蓄積する必要があるでしょうね(メッシュ分割の粗さ等)。
全く指摘の通りです、解析の収束がMESHの形状依存性が強いのですがしわが出力できます。

To　hiropyonさん
もし断面2Dでの解析できたら、勘違い書き込みですので許してください。

# 2002年5月25日 # No.3139 # hiropon #
レス遅くて申し訳ありません。
各アドバイスありがとうございます。
以下簡単ですが、返答(?)いたします。

>とりあえず最小主応力を見てみるとおおよそのあたりはつくかと思います。
by　imada　さん
最小主応力を見てみました。
確かにしわ発生位置は高いですが、発生しなかった条件との差はあまりない?

>圧縮応力による座屈現象と見なせると思います。
by　ハッピー　さん
社内先輩の回答も同様でした。(勉強不足がバレバレです。)

>プリ・ポスト、ソルバーは何をお使いでしょうか。
by　dan　さん
現在もう一つの話題になっているANSYSです。

>弧長増分法とかいうものです。
by　チャーリー　さん
???。ソリューションオプションで見たことがあるようなないような・・・

>もし断面2Dでの解析できたら、勘違い書き込みですので許してください。
by　チャーリー　さん
軸対称でやっちゃっています。

具体的には、鉄球にそってアルミのソケットをかしめています。
そのソケット内面にしわがでます。
むりやりしぼめているので、円周及び経線方向に圧縮が生じ
しわがでるのは当たり前のような気がします。
でも、でるやつとでないやつの閾値をどう判断したらよいのか迷っています。

表面が座屈する応力ってどう出せばいいのでしょうか?
ただ単に、引張側の降伏応力じゃないんですよねー。
表面垂直方向に押さえがあるかないかでもかなり変わってきそうだし・・・。

もっと勉強してみます。

# 2002年5月25日 # No.3140 # ハッピー #
> でるやつとでないやつの閾値をどう判断したらよいのか迷っています。
> 表面が座屈する応力ってどう出せばいいのでしょうか?
by hiroponさん

座屈発生は単に応力だけでは決まりません。
形状・寸法比、拘束条件などが大きく影響します。
一度、機械工学便覧、設計便覧などで、座屈荷重の種々の計算式を見られると、「座屈し易い条件」「座屈しにくい条件」が、理解できるかも知れませんヨ。

# 2002年5月25日 # No.3142 # Ichinokubo #
>プリ・ポスト、ソルバーは何をお使いでしょうか。
> by　dan　さん
> 現在もう一つの話題になっているANSYSです。
>
> >弧長増分法とかいうものです。
> by　チャーリー　さん
> ソリューションオプションで見たことがあるようなないような・・・

ANSYSでは　arc-length method　ですね。(C****NETはどう訳していたか・・・?)

ARCLEN, ON, MAXARC, MINARC
(MAXARC　default = 10　MINARC　default = 1/1000)
で機能します。
GUI(@6.0)では、ソリューションコントロールのAdvanced NLタブ-
Arc-length optionsで、
Activate　arc-length method
にチェックを入れます。
ただ、デフォルトではなかなか収束しないので(-_-メ)、Maxarcなどに適当
な数値を入れます。

座屈応力の出し方は、Helpの例題とかVM17(飛び移り座屈)なんかが参考
になると思います。
あと、CY****ETのANSYSユーザー専用コーナーに空き缶の座屈解析事例
がありますね。
どちらもInput　Fileなので、座屈解析の設定方法などは、まずはこれらを
真似してみるのがいいでしょう。

# 2002年5月26日 # No.3144 # C++ #
> 座屈応力の出し方は、Helpの例題とかVM17(飛び移り座屈)なんかが参考
> になると思います。
> あと、CY****ETのANSYSユーザー専用コーナーに空き缶の座屈解析事例
> がありますね。
> どちらもInput　Fileなので、座屈解析の設定方法などは、まずはこれらを
> 真似してみるのがいいでしょう。

例題は参考になるけれど、その前に座屈がどういうものか、理論式を含めて
しっかり勉強しないとね。 ^^;;
(編集担当：Happy 2002/11/10)

<教えて下さい。FEMマージ>

# 2002年4月8日 # No.2979 # チャーリー #
お世話になってます。
STLデータからFEMデータに変換してるのですが、
順送りでの重複節点データマージを、動的メモリー確保せず行ってます。
単純な2分木で行ってます。
50万ほどある場合えらい時間がかかります。
プリポストで読むだけでも大変です。
もし、検索処理の方法やキーワード、御存知の方いましたら教えて下さい。
宜しくお願いします。

# 2002年4月9日 # No.2982 # ハッピー #
STLは確かに各3角パッチがバラバラの状態ですから、一々、マージして縫い合わせないといけませんね。

ピントが外れているかも知れませんが
重複点処理でしたら、バケット法(Adventureも使っている)の考え方が使えそうな気がします。
http://www.clubsse.com/advc/pre/
メッシュを大まかな3Dブロックに分けて、ブロック毎に処理をすれば速くなるのでは?
勿論、各部ロックは僅かにオーバーラップし合うようにした方が確実。
ブロック分けは読むときに座標で判定するだけですから、簡単だし
ブロック単位で読むようにすればメモリーも節約できそう。
#バケット法そのものは、Delauny法の補助的な役割だったような気がしますが、かなりうろ覚えです。
　この辺が詳しそうなのはakibaさん?

# 2002年4月9日 # No.2983 # チャーリー #
ありがとうございます。バケット法は、調べてみます。
質問の内容が、書き方が悪くすみませんでした。
いろいろと試す余地はありますが、quicksortやheapsortのロジックが
確実そうと、いうところに落着きました。
また、調べている内にモンテカルロ法のシミュレーションへの役割は
大きのがわかり、ちょっとわき道に反れています。
他、国内研究成果各種は、ビジネスに発展しているんですね。しりませんでした。
Adventureは、趣味レーションで試していますが
あのdelaunyロジックはCAEフリークにはたまらない逸品です。
f90であるのがちょっと残念ですが、、、
とうだい元暗し?(笑)
Dyna(LL米研)みたいな世界に通用するアプリケーションに
発展してほしいと願う昨今です。

# 2002年4月10日 # No.2984 # ハッピー #
そう、私もSort系のロジックも使えるのでは、と思っていました。
十分離れた点からの距離でSortingして、各点について順位が前後の数点との距離を判定すればOKかなぁと。

# 2002年4月11日 # No.2985 # チャーリー #
なんとかできました。ありがとうございます。
皆様はご存知かもしれませんが、また、バケット法でたそがれているうちに
http://www-or.amp.i.kyoto-u.ac.jp/algo-eng/db/geo.html
んなもの見つけました。
(編集担当：Happy 2002/11/09)