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素早く使用開始するためのトレーニングガイド

2018.11.29版

• Section 1 – イントロダクション

• Section 2 – 初めての解析

• Section 3 – ユーザーインタフェースの基本

• Section 4 –幾何形状の取り扱い

• Section 5 – 解析

• Section 6 – 結果表示

• Section 7 – SimSolidの典型的なワークフロー

• Section 8 – 追加のトピックスおよび情報

イントロダクション

• Section 1

ようこそSIMSOLIDへ, 今までと異なる種類のFEA

• SimSolidは次世代の、高い能力を有する、構造用FEAです。

• CADからの幾何形状を簡易化せずそのまま使用します。メッシュ生成不要の新しい計算方法を使っています。

• SimSolidは、大規模アセンブリを標準的なPCで解析できます。

• SimSolid は、既存のCAEシステムと補完でき、解析対象を大規模モデルに拡げて、秒、分の単位でフィードバックを得ることができます。

どのように計算しているか

• SimSolidはFEAですが、従来とは全く異なる手法で行います。メッシュ生成はしません。高次元の関数により、モデル各部の状況に合わせて計算を適応させます。

• 以降のページで、この手法に関する技術的な背景、および従来のFEA手法との比較について説明します。

• 計算する過程での各段階についても記しますが、これらの段階の殆どが自動化されており、ユーザーによるインプットの数は非常に小さいと言えます。

ホワイトペーパーダウンロードへのリンク (計算手法、他FEAツールとの解析結果比較など)

SIMSOLIDと従来のFEA (手法について)

従来のFEA SimSolid

シンプルな領域 – テトラなど任意の領域 – 部品全体がひとつの領域になり得る。

DOF (自由度) は節点に対してであり、ポイントに関連する。

DOF (自由度) はポイントのみではなく、ボリューム、サーフェス、ラインおよびポイントクラウドに関連する。

DOFは節点ごとのUx, Uy, Uz変位 DOF は、幾何オブジェクトに対応する積分であり、節点ごとではない。

ノード毎に3 DOF 解析適応状況に応じて、ひとつの関連幾何オブジェクトに多数のDOFが可能。

境界での連続性は正確境界での連続性は近似的で計算中に調整される。

形状関数はシンプルな低次補完、内挿多項式。形状関数は任意のクラスで計算中に導き出される。

SIMSOLIDと従来のFEA (確かさについて)

従来のFEA SimSolid

詳細形状はユーザーにより簡略化詳細形状そのままーモデリングエラーは極小

エレメントタイプはユーザーにより決定エレメントタイプ無し

メッシュ密度や分布はユーザーにより決定メッシュなし

設定はユーザーが行う

• ソルバーおよび解法

• トレランスおよびオプション

設定は最小限

SIMSOLID テクノロジーステップ – モデリング

幾何形状の処理ファセットボリュームへの変換

幾何形状の分類• ボルト、ナット、ウォッシャー、スプリング• 薄板• 貫通穴

接続の生成• 部品間接触領域の自動検出• 接続状態の自動定義• 接続状態ユーザー定義

解析パラメータの設定• 解析タイプ• 境界条件• 材料属性 (CADからの継承がない場合) • 解析精度の部分的設定

解析準備完了

SIMSOLIDテクノロジーステップ– 解析

幾何形状評価• 特徴形状認識と評価• 最初の方程式生成

解析プロセス• 方程式の解を求める• ひずみ/応力として再生

エラー分析• 拘束部での変位エラー解析• 部品の荷重部またはフリーサーフェス部の摩擦 (力) エラー解析• 変位およびエネルギー収束解

解 (解法) の適用• 一部拘束部分のDOF ( Degrees of Freedom、自由度) 次数を増加• 一部ボリューム部分のDOF次数を増加• 一部特徴形状部分に特別な近似関数を追加

結果表示機能へ

指定された処理回数に従って、ループ繰り返し

SIMSOLIDテクノロジーステップ– 結果

結果メッシュ生成• 結果を幾何形状にマッピング• 再定義は即座に行われる

コンタープロットへの影響度合いを評価• 反応メッシュでのノードの値が決定される• 非常に速い、即座に行われる。ノードの値は保存されない。

反力表示• サポート部分• コネクション部分• 部品への合力

高速な再解析• SimSolidは反応メッシュを記憶、インクリメン

タル解析機能• 再解析はより高速

効率的な連成解析• 解析結果を他の解析に直接利用• 熱応力、非線型、ダイナミクス

SIMSOLID のDO’S と DONT’S (1/2)

SimSolid’s のユニークな解析方法においては、従来のFEAに関連した多くの制限がありません。メッシュ生成はなく、幾何形状の取り扱いはずっと容易です。以下はそのヒントおよびティップスです。

• Do ： CADからの形状をそのまま使います – SimSolidは、フィレット、ラウンド、穴、インプリントなどの小さな形状を含んだままでの解析ができます。さらに、複雑なサーフェス、例えば通常とは異なる面形状遷移部や、小さく裂かれた面で構成されたサーフェスでもあっても、そのまま残した状態でOKです。不正確な幾何形状への耐性があり、寛容です。

• Don’t ：アセンブリの部品をマージしません – 従来のFEAアプリケーションの殆どは、複雑な扱いにくい特性のあるコネクション要素を取り除き、メッシングプロセスを助けるために、複数部品のマージを推奨しています。 SimSolidではこのようなことはなく、CADからの部品を常に別々に維持します。

SIMSOLID のDO’S と DONT’S (2/2)

• Don’t：大規模アセンブリでも心配ありません – SimSolidでは、ボルト、ナット、ワッシャーのような小さな部品もボルトねじ山もそのまま受け入れます。 SimSolidのユニークなアダプティブソリューションにより、数百部品のモデルに対しても効率高く機能します。

• Don’t ：不完全なコネクションでも心配ありません – SimSolidでは、部品間コネクションにギャップ(部品間が無接触) や貫通 (部品の一部が重なっている) があっても、耐性があり、寛容です。コンタクト部分のサーフェスが不規則な、でこぼこした形状であっても、その扱いは業界一であり、解析前のセットアップは迅速かつ簡単です。

• Do：推奨ワークフローを参照ください。- SimSolidの使用方法、手順は従来のFEAとは異なります。詳細はこのフローを参照ください。

• Section 2

初めての解析

最初の解析練習

• 入門編として、30部品で構成される橋のアセンブリモデルのモーダル解析を行い、３次までのモードを計算します。

• いかに少ない操作数でできるかをまず体感してください。その後、より詳しい説明をしていきます。

• 以下の４ステップを行います：

1. 幾何形状 (STLファイル) をインポート、コネクションの作成

2. 材料属性の適用

3. モーダル解析、および実行

4. 固有値およびモーダル形状の評価

4ステップでの解析

幾何形状のインポート、コネクションの作成

材料属性の適用

モーダル解析、および実行

固有値およびモーダル形状の評価

ここをクリックして開始

STLファイルダウンロードへのリンク STLファイルを選択して

“Open”

長さ単位を選択して”OK”

コネクション部分の自動認識時のトレランスを設定。ギャップと重複について設定後、”OK”

ここをクリックして開始

“apply material”を選択

材料をクリック

“apply to all parts”を選択して”OK”

メインウィンドウのツールバーでCreate new modal analysis をクリック

モード数として３を設定

modal workbenchがアクティブになっていることを確認

ここをクリックしてモーダル解析を開始

Displacement magnitudeをクリック

周波数

“Show deformed shape”をクリック

ここをピックしてモード変形のアニメーション表示

• Section 3

ユーザーインタフェース – 基本コンセプト

ユーザーインタフェースの基本

• スクリーンエリア

• マウスボタン

• メインメニューツールバー

• グラフィクスウィンドウ

• プロジェクトツリー

• ワークベンチツールバー

• ブックマークブラウザー

• 単位設定

グラフィクスエリア

プロジェクトツリー

ブックマークブラウザー

ワークベンチツールバー

メインツールバー

マウスボタン – ビューの操作

• モデルの回転 –左ボタンを押しながらドラッグ

• 移動 – 右ボタンを押しながらドラッグ

• 拡大 – ホイールを回転

• 画面にフィット: メインツールバーの“Fit geometry to window”をクリック。またはウインドウ背景で右ボタンクリック、表示されるメニュで“Fit geometry to window”をクリック

• ボックス拡大 : メインツールバーの“Box zoom” をクリック、拡大部したい部分で左ボタンを押しながらドラッグ。またはShiftキーを押しながら、拡大部したい部分で左ボタンを押しながらドラッグ

• メインツールバーの“Settings”->”Mouse setting” メニューで、右図のように他CADのマウス操作に合わせることができます。

マウスボタン – エンティティ選択

• 単一選択 – 左ボタンで選択

• 複数選択 –Ctrlキーを押しながら左ボタンで複数選択

• ボックス選択 – Ctrlキーを押しながら左ボタンでドラッグ選択

• 左上から右下へドラッグ – ボックス内に一部でも入っていれば選択される。

• 右下から左上へドラッグ – ボックス内に完全に入っている場合のみ選択される。

スタンダードおよびカスタムビュー

• スタンダードビュー – top, bottom, front, backなど

• メインツールバーのプルダウンメニューで選択、または座標表示の矢印をクリック

• Zを上、またはYを上の設定 – “Settings”->”Screen coordinate system”メニューで設定可能

• ユーザー定義ビュー

• メインツールバーの”User defined views”をクリック

• “Add”をクリックして現在の表示状態を登録可能

• 登録結果はプロジェクトファイルに保存されます。

スタンダードビュー

ユーザー定義ビュー登録後、ダブルクリックで名前変更可能

ユーザー定義ビュー

クリックするとY方向が画面の手前方向になるように表示回転

ここをクリックすると画面の裏側方向からの表示になる

メインメニューツールバー

ヘルプウィンドウ

ON/OFF

クラウドからのインポート

ファイルインポート

プロジェクトオープン、クローズ、セーブ

ボックスズーム

ON/OFF

ウインドウにフィット

標準ビュー

ユーザー定義ビュー

シェイディング表示

部品エッジ表示

部品をランダムカラーで表示

半透明表示

非表示部品をゴースト表示

非表示部品を表示

境界条件表示

断面フィルター

ボックス選択

ON/OFF

測定ツール

精細な回転

ブックマークブラウザ

ON/OFF

アイテムをコメントとともにハイ

ライト

新規解析-静解析、モーダル、熱、非線形静解析

断面表示

グラフィックウィンドウ

部品面で固定拘束されている表示例部品面への荷重時表示例

コンテキストメニュー例-

部品上で右ボタン。CTRLキー押しながら複数部品選択可能

• プロジェクトツリーでは複数のワークベンチを表示できます。

• ひとつのワークベンチは複数のツリー要素で構成され、それぞれの要素にタイして種々アクションを実行できます。

• ワークベンチの要素がアクティブになると太字で表示され、ワークベンチツールバーが右側に表示されます。

• 要素選択はプロジェクトツリー上またはグラフィクスウィンドウのモデル上で行えます。

• 左ボタンで選択。

• ShiftまたはCtrlキーを押しながらグループ選択。

• グラフィクスウィンドウまたはプロジェクトツリー上で右ボタンを押し、コンテキストメニュー表示

• プロジェクトツリーの要素上でダブルクリックし、編集ダイアログの表示

アセンブリを選択し、ワークベンチにフォーカス

ワークベンチの全要素は太字になる。ワークベンチ

ツールバー

TIP: プロジェクトツリーは、SimSolidの全ての要素をマネージするための基本的な方法です。

NOTE: プロジェクトツリー上で選択されているワークベンチに対応したツールバーが表示されます。

アセンブリツールバーコネクションツールバー

スポットの作成

抑制部品の復帰

部品固定

ローカル座標設定

アセンブリの評価およびクリーン

コネクション自動生成

スポットおよびレーザー溶接の作成

コネクション手動作成

バーチャルコネクションの作成

コネクションされていない部品を表示

材料属性設定

幾何形状欠陥のチェック

コネクションの評価

ヒンジサポート解析の実行

拘束サポートスライディングサポート

圧力荷重

重力荷重

均一荷重または変位

慣性荷重

結果へのプローブポイント

結果コンツアープロット

熱荷重

静水荷重

ナット締付力

リモート荷重

ベアリング荷重

ボルト締付力

構造解析ツールバー

XYプロット生成

反力

ボルト/ナット力

NOTE:プロジェクトツリー上で選択されているワークベンチに対応したツールバーが表示されます。

スプリングサポート

リジッドモーションのチェック

スポット溶接力

ブックマークブラウザ

• 現在の表示状態を、関連するオーバーレイウィンドウ (サマリーダイアログなど) と共に保存できます。

• 資料作成などに便利です。

• ブックマークはプロジェクトファイルと共に保存されます。

• ブックマークされたイメージとアニメーションはメディアファイルにエクスポートできます。.pngと.mp4です。

サムネールサイズの拡大/縮小

イメージやアニメーションをファイルに保存

新規ブックマーク作成

サムネール上で右ボタンでコンテキストメニュー表示

ブックマークを、現在のグラフィクスウィンドウ内容に更新

三角はアニメーションブックマークを示す

ダブルクリックして名前編集

キャプションをスクリーン上に追加し、位置変更

サムネール選択してグラフィックビューを再現

アニメーションがアクティブなときに新規ブックマーク作成

インタフェース間の同期

• プロジェクトツリー、ブックマークブラウザーおよびグラフィクスウィンドウの状態は常に同期します。

• 全てのユーザーインタフェースで以下関してフォーカスされます。

• どれかを選択すると、他も更新されます。

プロジェクトツリーのワークベンチも同期されます。

ブックマーク選択

グラフィクスエリアの表示もブックマークと同期します。

単位設定

ダブルクリックして単位ダイアログを開く。

現在の設定を新規プロジェクトのデフォルト設定にする時はここにチェックを入れる。

インプットおよびアウトプットの単位を設定可能

結果アウトプットの表示フォーマット設定ーエンジニアリング、サイエンティフィックまたは簡潔

TIP: SimSolidでは全ての単位を扱えます。上記はデフォルトについてであり、各インプットフォームで上書きできます。単位の混在に対しても、完全にサポートしています。

幾何形状の取り扱い

• Section 4

幾何形状の取り扱い

• 設計の検証

• 幾何形状インポート

• SOLIDWORKSから

• Autodesk Fusion 360から

• Onshapeから

• STL

• コネクションの作成

• 表示方法の調整

• 材料設定

デザインスタディ

• デザインスタディによって、異なる幾何条件間での構造性能を迅速に比較できます。ひとつのSimSolidプロジェクトファイルに複数のデザインスタディを、それぞれの幾何条件と解析結果と共に格納できます。

• 幾何形状をインポートする度に、新規のデザインスタディとして取り扱います。 SimSolidは、ベースラインスタディの属性、即ち材料、コネクション、解析条件を新規のデザインスタディに割り当てることを試みます。

• 初回のデザインスタディがデフォルトのベースラインスタディになります。2個以上のデザインスタディが存在するようになった時点で、ベースラインスタディを初回以外のものに変更できます。目的デザインスタディアイコン上の右ボタンメニューから“Set as baseline” を選択します。

変更後の幾何形状が読み込まれる度に、ベースラインスタディの属性が自動適用されます。

ベースラインスタディが、全ての材料属性、コネクション、解析条件の元になります。

設計の検証－連想性の管理

• モデルがインポートされる度に、新規Design studyとして取り扱われ、既存のBASELINE材料属性、コネクションおよび解析条件の再度割り当てを試みます。

• 再割り当てできない項目は赤く表示されます。

• 全ての赤い項目は新規解析を始める前に解決される必要があります。

• 接触条件については、自動的にボンド (結合) しますが、求める状態になっているかを評価し、右ボタンメニューから“Accept contact condition (s) in red” をクリックするか、ダブルクリックして編集します。

• 境界条件については、ダブルクリックして対象部分 (面、エッジ、スポットなど) を再選択します。

幾何形状についての考慮

• SimSolidはCADからのサーフェスやソリッド幾何形状をそのままインポートしません。より効率的なファセット化された幾何形状を使用する手法をとっています。

• CAD (SOLIDWORKS, Fusion 360 または Onshape) からの場合

• CADからのアセンブリ階層ツリー構造を利用します。

• CADからの部品面形状を利用します。

• ファセットはそれぞれのCADアドインのファセッティングパラメータをベースにします。

• STLから

• マルチボディSTLを利用できます。アセンブリツリー構造はフラットのみです。

• 部品面のファセットはサーフェス曲率にもとづいて決定されます (フィレット面としての認識はなくなります。右図参照) 。

• ファセットはSTL保存時のパラメータに依存します (一般的に、CADによっては低品質のSTLとなるので注意は必要です) 。

• ファセッティングのベストプラクティス－一般的な部品形状を表現するための適度なテセレーションレベルにします。精度を不必要に高くしないようにします。形状精度が高過ぎると、解析精度は上がらず解析時間が長くなる弊害のみになります。

CADからの面で構成されている。

STL面で構成されている。

フィレットとしての面ではない。

CADからのインポートとSTLインポート－どちらが良いか？

注: SimSolidのSTLインポートは、主として有機形状や３Dラティス形状のインポートを意図しています。これらは通常のCADソリッドでは形状表現が困難なためです。

従来のCAD からの幾何形状については、STLフォーマットは推奨しません。理由は次のとおりです。

• STLはアセンブリトポロジーを表現できない。CADとインテグレーションされている場合、完全な“アセンブリ＞サブアセンブリ＞部品＞部品面”のツリー構造を得ることができます。STLの場合は、シンプルなマルチボディ構造になります。

• STLはCADでの面を表現できない。STLは面による構造を持ちません。そのためSimSolidは曲率変化から面とエッジを推測しなければなりません。結果的に、例えば荷重条件と拘束条件の設定が困難になります。

• STLは曲面形状での問題を引き起こし易い。ユーザーは、曲面形状に適度に沿うようなファセット密度になるように注意を払う必要があります。

• STLは溶接部抽出が不安定。SimSolidの溶接機能は、CADからの幾何形状 (面とエッジ) から溶接対象部を検出します。STLによる形状表現からはこの検出ができません。

• STLは効率的でない。STLは単純なファセットで構成されています。そのためインポートと検証に時間がかかります。SimSolid側でソリッドと面を推定認識しなければならないので時間がかかります。CADからのソリッドの場合は、トポロジーを完全認識でき、部品インスタンスとしての表現/計算が格段に効率的です。

• STLは堅牢でなく信頼性が低い。STLは、非多様体の存在などの理由で不安定になる場合があります。

STLは一般的なCAD幾何形状と共に使用できますが、CADインテグレーションによる方がはるかに優れおり、かつサポートが簡単で、殆どのケースでより推奨される方法です。

デザインスタディ－コピー

• 解析条件はデザインスタディ (Design study) 間でコピーできます。

• 解析上右ボタンメニュで、”Copy ”をクリックして新規解析としてコピーできます。

SOLIDWORKSからの形状と材料属性のインポート

SOLIDWORKSでここをクリックして、現在表示されているモデルを同じPCのSimSolidで開く。

SOLIDWORKSで、SimSolidアドインがアクティブになっていること。

他のPCのSimSolidで開く場合は、ここをクリックしてSimSolidフォーマットで保存。

SimSolidのどのプロジェクトに読み込むかを指定

TIP: SOLIDWORKSがインストールされているPCにSimSolidをインストールすると、 SimSolid SOLIDWORKS アドインもインスト－ルされます。

面のファセット設定をする場合はここをクリック

FUSION 360からの形状と材料属性のインポート

ここをピックして、現在表示されている幾何形状 (ボディまたはメッシュ) をSimSolidユーザーシェア－ドメモリにロード

Fusion 360で、SimSolidアドインがアクティブになっていること。

ここをピックして、モデルをSimSolidフォーマットで保存。Fusion 360が別PCにインストールされている場合

どのSimSolidプロジェクトにモデルをロードするかを選択する

TIP: Fusion 360がインストールされているPCにSimSolidをインストールすると、 SimSolid Fusion 360 アドインもインスト－ルされます。

ここをピックして、面ファセット設定を調整

ONSHAPEからのインポート

目的のOshapeドキュメントを選択。右ボタンから、Onshape Workspaceを変更できる。

SimSolidへインポートするアセンブリを選択してOK、またはダブルクリック

クラウド設定を選択してOnshapeアカウントを承認

ブラウザからOnshapeにログイン

クラウドからのインポート時に選択

部品またはアセンブリスタジオを選択

殆どの場合、StadardでOK。複雑な曲面形状の時のみ変更。注：ファセット数が多すぎると解析時間がかかるので注意。

STLファイルのインポート

• メインツールバーで“Import from file”を選択。ファイル (または複数ファイル) を選択して“Open”を押します。

• 単位選択のためのダイアログが表示され、モデルの包括サイズ値 (無単位) が参考表示されます。単位を選択し、OKを押します。

“Import from file”を選択

• 幾何形状を読み込むと、コネクショントレランスを指定するためのダイアログ(右図) が表示されます。指定されたギャップ (Gap) と重複 (Penetration) の値を使って“Automatic connections” 機能が全ての部品についてコネクション生成を試みます。

• その結果はプロジェクトツリーに部品およびコネクションリストとして表示されます。

• コネクションできなかった部品については、ダイアログに表示され、抑制するか削除できます。

• または、下図のコネクションワークベンチツールバーで手動でコネクションを作成できます。

接続されていない部品の表示

コネクション手動作成

NOTE: ギャップ (Gap) と重複 (Penetration) の値はできるだけ小さくするのが良い。大きすぎると、モデルへの拘束超過となります。

部品コネクションの確認

• 方法 1

• コネクションの位置を確認するためには、プロジェクトツリー上で選択します。モデルは半透明になり、コネクションは赤いクロスハッチでハイライトされます。

• コネクション部分を拡大表示できます。プロジェクトツリーの対象コネクション上で右ボタンメニューから“Zoom In” をクリックします。拡大表示され、関連する2つの部品のみが表示されます。その近くに表示される”+”および”-”により、拡大または縮小できます。

• 方法 2

• 部品上で右ボタンメニューから“Review part connections” を選択すると、その部品に関連するコネクションがリスト表示されます。

部品コネクションの確認

• 方法 3

• Review connectionsダイアログの使用。

• ヘッダーの項目をクリックしてソーティング可能。

• コネクションを選択するとグラフィクスウィンドウ上でハイライトされる。

表示方法の調整

• 部品はシェーディング、ワイヤーフレーム、半透明で表示できます。

• 部品を非表示にできます。

• 非表示部品をゴースト (薄い半透明) 表示できます。

• 非表示方法

• プロジェクトツリーまたはグラフィクスエリアで部品選択。CTRLキーで複数選択。

• 非表示部品の表示方法：グラフィクスエリアの背景部分で右ボタンメニューで“show all hidden parts”をクリック。

TIP: ブックマーク機能を、表示スタイルの保存に使用できます。

シェーディング

部品エッジ表示

部品をランダムカラーで表示

半透明表示

非表示部品をゴースト表示

非表示部品を表示

境界条件表示

表示例

ランダムカラー部品

エッジのみ表示

半透明部品

非表示部品のゴースト表示

非表示部品のゴースト表示状態での結果プロット例

変形前のワイヤー表示と、変形後の連続的コンター表示

材料属性の設定

選択した材料を全ての部品に適用する場合はここを選択

選択した材料を選択した部品に適用する場合はここを選択。部品はプロジェクトツリーまたはグラフィクスウィンドウで選択

材料を選択

部品名横に材料名が表示される

アセンブリ選択 “Assign material”を選択

NOTE: CADからのモデルに材料属性も含まれている場合は、同時にインポートされます。

デフォルト材料の利用

デフォルト材料選択が不要になった場合は、右ボタンメニューから”Clear”をクリック

材料を選択

OKをクリック

NOTE: 材料設定されていない部品には、デフォルト設定が解析時に使用されます。

TIP: この設定を1回行えば、あとはユーザープレファレンスに保存されます。

ここをダブルクリックして材料ダイアログを開く

材料属性設定の確認

• アセンブリの各部品が異なる材料属性を持つ場合に、SIMOSOLIDでは簡単に確認できます。

• 右ボタンメニューでアセンブリを選択後、以下をクリックできます。

• Show>Materials – 全ての材料属性をリスト表示します。材料名をクリックすると、その属性を持つ全ての部品がハイライトされます。

• Show>Parts without materials –材料属性が設定されていない部品のみを表示します。

部品の抑制および削除

• 部品を抑制すると、解析対象からは外されます。プロジェクトファイルに残っています。

• 部品を削除するとプロジェクトファイルから削除されます。この操作はUndoできません。

• 現在のまたは全てのデザイスタディから抑制または削除されます。

• 部品の抑制および削除は、プロジェクトツリーまたはグラフィクスウィンドウで対象部品上で右ボタンメニューから行います。

• 抑制された部品は、プロジェクトツリーでグレイで横線表示されます。

• 抑制解除は右ボタンメニューから”Resume”をクリックします。

解析

• Section 5

解析

• 新規解析

• コンタクト状態の設定

• 境界条件の設定

• 解析条件の設定

• 解析の実行

新規解析

Analysisメニューまたはツールバーで対象の解析種別を選択して開始。

接触条件の定義

• 接触条件は、ボンド、スライド、セパレート、なし、のいずれかです。

• 接触条件は自動設定されますが、ユーザーが変更できます。

• 対象コネクション上での右ボタンメニューでEditをクリックして編集できます。

境界条件の設定

解析ワークベンチの選択

境界条件の選択

どの部分に設定するか選択

荷重か変位かのトグル

(オプション) この境界条件での適用単位

荷重または変位を入力

境界条件の設定 (2)

構造/モーダル解析ツールバー

ヒンジサポート

固定サポート

均一負荷または変位

慣性荷重

熱荷重

静水圧荷重

ナット締め付け力

スライディングサポート

圧力負荷

重力荷重

リモート荷重

ベアリング荷重

ボルト締め付け力

スプリングサポート

熱解析ツールバー

対流

温度

流れ、フラックス

容積比熱

スポット荷重

• 従来のFEAシステムでは多くの場合、境界条件設定のために面を分割する必要がありました。

• SMSOLIDではより良い方法であるスポットがあります。

• スポットは長方形、円、三角に加えて、点、線、円弧も可能です。

• スポットは、画面法線方向の部品面上に投影されます。

• 部品面をクリックし、画面中心に向けます。

• スポットは2個以上の面または部品に投影できます。

スポットを選択

既存スポットを選択、またはここをクリックして新規スポット作成

スポットタイプ選択

スポットを追加する部品をクリック

形状設定

必要に応じて位置微調整

OKを選択して投影

投影対象を指定

ソリューション仕様の設定

SimSolidが開発したアダプティブテクノロジーによって、高い精度が必要な領域については自動的に精緻化しながら解析します。複数回の計算が行われる度に、必要な領域の数式を高度にしていきます。ユーザーが行うことは、計算回数と少数のオプション設定のみです。

60TIP: 設定は、全体に対して、または複数の部品グループに対して行えます。

ここをダブルクリックまたは右ボタンメニューでEditをクリック

計算回数をここで指定できます。

各設定について

• Adapt to features – 部分的な (詳細) 形状部分で場所による応力変化がある程度大きい部分には、より積極的にアダプティブを適用する特別なロジックを利用。線形静解析と非線型静解析に利用可能。モーダルと熱解析へは適用不可。

• Adapt to thin solids – 薄板曲面部分に対しては、より正確な計算ができる特別機能を利用。対象の部品に個別に適用するのが好ましい。

部分的な計算設定

ステップ

1. Solution SettingダイアログでNewをクリックし、部品グループ作成を開始します。

2. 対象の部品をプロジェクトツリーまたはグラフィクスウィンドウで選択します。

3. 設定内容を指定後、Applyをクリックします。

注記

1. Solution Settingダイアログでグループ名を選択すると、その設定状態が表示されると共に、属する部品がグラフィクスウィンドウでハイライトされます。

2. グループラベルには部品数、およびアセンブリ全体の何％の体積を占めるかが表示されます。

3. ひとつの部品グループを削除するには、対象グループを選択してDeleteをクリックします。ファクトリー設定をリセットするには、Factory resetボタンとクリックします。

ここから新規部品グループ作成を開始

Applyをクリックして部品グループ定義を更新

デフォルト解析設定

これらは新規プロジェクト開始時のデフォルト設定になります。

Settingメニューからsolution settingsを選択

計算回数最大値および設定オプションをチェック

部品スケールに関する説明

• 解析設定によって、計算適応法に関する戦略を定義することになります。選択された部品グループのスケールに合わせて定義されます。

• 一方、グローバル解析設定では、計算精度への要求は全ての部品でほぼ同じであると仮定して行います。即ち、スケールはアセンブリ全体サイズとなります。

• ローカル解析設定では、部品または部品グループに基づいて解析精緻化します。スケールは部品または部品グループのサイズとなります。

• 従って、ある解析設定をアセンブリ全体に適用するか特定部分に適用するかによって、精度に影響します。ローカル設定の方がスケールが小さいので、より積極的な設定と言えます。

• これらの機能によって、グローバル/ローカル解析が容易となり、特に注目すべき部分へのアダプティブ法による精緻化ができます。

TIP: できるだけ詳細な解析スケールとするには、ひとつの部品だけで構成される部品グループを作成します。

解析設定 - ワークフローロードマップ

推奨する解析設定を以下に示します。

1. 全体のシステム荷重パスを見つけるために：デフォルトのグローバル解析設定を使用

2. 全体の応力スタディの考慮：モデル全体の精緻化のために、 “Adapt to features”にチェックを入れ、解析を再実行する。

3. 全体の解析収束を観察するために：アダプティブパス回数を増加させて解析実行する。回数として３から９の値を設定できる。ただし6以上に設定することが有効なケースはまれである。

4. 部分的な応力スタディの考慮：ローカル部品グループの利用。部品グループのスケールが適用されます (前述) 。

5. 薄板曲面ソリッドへの考慮： “Adapt to thin solids”にチェックを入れる。ローカル部品グループの部品毎に考慮される。

解析の実行

解析終了後、ここをクリックして結果概要を表示

解析ワークベンチをクリック

ここをクリックして解析開始

非線形オプション－セパレーティングコンタクト

• 非線形構造の種別を Structural

settings ダイアログで設定出来ます。

• セパレーティングコンタクトでは、ある荷重条件において部品間が部分的に関係するか、または無関係かを設定できます。

• セパレーティングコンタクト条件は、プロジェクトツリーで対象Connection上右ボタンメニューからEditを選択し、ダイアログで設定出来ます。

チェック

Bonded Contact

Separating Contact

選択

非線形オプション－材料

• 非線形構造の種別を Structural settings ダイアログで設定出来ます。

• Material non-linear は弾塑性です。

• 材料属性として非線形の応力ーひずみカーブを含んでいる必要があります。

• 弾性領域を越えた場合、SimSolidは３種類の出力を提供します。

• 弾塑性、フル荷重 :非線形の応力ーひずみカーブを適用した場合のフル荷重時解析結果

• 弾性、フル荷重：線形の応力ーひずみカーブ (直線) を適用した場合のフル荷重時解析結果

• 荷重除去時：荷重除去後の残留ひずみ

Material non-linearを選択

Select NL

Material

応力ーひずみカーブ

非線形オプション－幾何形状

• 非線形構造の種別を Structural settings

ダイアログで設定出来ます。

• 幾何学非線形解析では、歪み変形の繰り返し計算の過程で、構造物の幾何学的変形を考慮します。

• 大変形や大回転を計算しますが、小さな歪み (線形弾性) と仮定します。

• 変形とともに荷重方向も追従するFollower loadsオプションを選択できます。

• 細長い形状、板金形状を含む構造に対しても解析できます。

Geometric non-linearを選択

Follower loadsオプションを選択可能

結果表示

• Section 6

結果表示

• コンタープロット

• 結果表示の高速切換

• 各種結果表示

• 安全率プロット

• XYプロット

• ポイントプロット

• 反力

• スポット溶接力

コンタープロット

• 解析後、プロジェクトツリーにResultアイコンが現れ、 Result Plot ボタンも有効になります (グレイアウトではなくなります) 。

• Result Plot をクリックし、ポップアップメニューから表示したいタイプをクリックします。表示したいタイプを

クリック

変形後表示の最大スケーリングを設定

アニメーション開始、停止アニメーションフレーム

アニメーションステップアニメーションスピード

変形前形状を表示

変形後形状を表示

コンターカラー設定、8,16または連続

MIN/MAXラベルの表示

出力単位設定

範囲の下限値を設定

範囲の上限値を設定

上限、下限値をロック

コンター表示コントロール

• コンター表示コントロールはPlotダイアログで行います。

• 結果表示中の部品を非表示にできます。モデル上またはプロジェクトツリー上の右ボタンメニューからHideを選択します。CTRLキーでの複数部品選択できます。

• コンターは部品変形前または後に対して表示できます。

• メインツールバーの“Show part edges”によって、変形前形状をワイヤーフレーム表示できます。

• Max/Min labels をモデル上に表示できます。ドラッグして位置変更可能です。

• 表示コントロールは非表示にしたり、グラフィクスウィンドウ上でドラッグして位置変更できます。

• Max/Min範囲表示は “Fast results switching” の間はロックできます。注：このロックは同じ結果間でのみ有効です。

73 表示コントロールの非表示

TIP: コンタープロットとアニメーションは、ブックマーク保存できます。

結果表示の高速切換

コンター表示の状態で、他の解析をクリックすると即座に表示が切り換わります。

コンター表示の状態で、他の結果表示をクリックすると即座に表示が切り換わります。

結果表示－安全率

1. Safety Factorを選択

クリック2. 材料名をクリック。この材料の部品について、安全率コンターが表示されます。他の部品はゴースト表示になります。

3. またはスライダーで変更。

3. コンター範囲値をクリックして変更後、Enterキー。

HINT: CTRLキーで材料複数選択して表示させることも可能。

結果表示－XYプロット

• コンタープロット表示状態で、Result GraphボタンをクリックしてXYグラフを表示します。

• モデルの2点以上をクリックすると、XYグラフが表示されます。

• グラフ上でマウスホイールでの拡大、左ボタンでの移動ができます。

• Refitボタンで、元の表示スケールにもどります。

• Save Asボタンで、イメージファイル、PDFまたはテキストファイルで保存できます。

結果表示ーポイントプローブ

• コンター表示状態で、Pick info ボタンをクリックし、ダイアログを表示させます。

• モデル上の1点または複数点をクリックすると、その位置での数値が表示されます。

反力

• SimSolidは、以下についての反力を表示します。

• 境界サポート

• コネクション

• 部品

• スポット溶接

結果表示ーサポート反力

• ワークベンチツールバーの“Reaction force” をクリックし、 Reaction Force ダイアログを表示させます。

• 境界サポートを選択すると、反力サマリーが表示されます。

ここをピック

サポートをクリック(CTRLキーで複数選択)

反力とモーメントベクトルがサポート領域の中心に表示されます。さぽーと部品はブルーでハイライトされます。

結果表示－コネクション反力

• Reaction Force ダイアログのConnectionをクリックします。

• 選択したコネクション部品の反力とモーメントがその位置に表示されます。

• 1回に1カ所のみ選択できます。

• 部品は青と赤で表示されます。ベクターは青部品に関してです。

• ズームボタンで、選択している部分を拡大表示できます。

結果表示－部品反力

• 部品の接触反力とモーメントを表示できます。

• Reaction Force ダイアログのPartをクリックすると、選択された部品のコネクションとサポート反力が表示されます (適用された荷重は除外。ボディ荷重、例えば重力は含まれる) 。

• 典型的な使用例には以下があります：

• コネクションのみ。荷重なし。部品反力合計はゼロ。

• コネクションと荷重。部品反力合計は荷重値。

• コネクションのみ。重力考慮。部品反力合計は部品重量。

• 部品の各コネクションについて確認できます。部品名左のアイコンをクリックしてコネクションを表示させ、選択します。 (右図)

荷重のない部品の例。反力合計はゼロになっている。

部品のコネクション毎の何力とモーメントを表示可能

結果表示－スポット溶接

CTRLまたはSHIFTキーで複数選択し、合算

クリックして反力ベクトルをモデル上に表示

ここをクリックしてSpot weldダイアログを表示

列をクリックしてソート

面上での結果表示精緻化

• 部品面上で右ボタンメニューからRefine result plot on a faceを選択し、プロット表示を精緻化できます。

• 面が細長いために充分な解像度でないと思われる場合に便利です。

• 結果精度には影響しません。

• 1回以上適用することが有効な場合もありますが、解像度が上限に達した場合はそのように表示されます。

• 一旦他の部分を選択すると、その前の場所の解像度は元に戻せません。

SIMSOLIDの典型的なワークフロー

• Section 7

典型的なワークフロー

• 従来の典型的なFEAではシンプルな部品や形状から始めますが、SimSolidではこれとは逆に、まずアセンブリから始めて部品へ落とし込んでいきます。これによって、従来は必要とされてきた形状の簡易化や荷重方向の見積もり作業を除くことができます。

• SimSolidの解析アプローチは、まずアセンブリ全体についての荷重パスを見定めてから、個々の部品や詳細なホットスポットへと深めていきます。

• SimSolidのワークフローにおける典型的な二つのステージは以下のとおりです。

1. アセンブリ荷重パス検討

2. 詳細な応力検証

ステップ１－アセンブリ荷重パス検討

• ゴール

• インプット:

• 幾何形状 - フルアセンブリ形状、ボンドコネクションを含む

• 境界条件 - シンプルなサポート全体とアクティブな荷重。重力も忘れないこと

• 解析設定 - 標準デフォルト設定。荷重パス収束を見るために、2度目の解析を4回のパスで行う場合あり

• アウトプット:

• 変形

• 反力

• 全体での応力分布

ステップ２－詳細な応力検証

• ゴール (Goal) : 詳細な変位および応力の取得

• インプット:

• コネクション－検討対象部分のコネクションについてより詳細に追加

• コネクションの密度はOKか。コネクションエリアが小さいまたは薄い場合、コネクション解像度を上げることを検討。

• スライディングやセパレーティング接触のほうが相応しくないか？ (セパレーティング接触での計算負荷はSimSolidでは低いため、必要であれば使用を推奨)

• 解析設定

• 解析パスの追加－４，５または6回

• ローカルグループについて、アダプティブ法をホットスポットに集中して使用

• アウトプット:

• 全体の変形における、スライディングやセパレーティングコネクションの影響度

• 部分的応力

• コネクションおよび部品反力87

解析パス回数の増加４，５，または6回

詳細に見るために部品または部品グループ追加

より詳細に見るために設定を調整

• Section 8

追加のトピックスおよび情報

追加のトピックス

• Thermal & thermal stress analyses

• Geometric nonlinear analysis

• Material nonlinear analysis

• Bolted connections

• Specified displacement in local coordinate systems

• Rigid parts

• Standard and user defined views

• Hydrostatic loads

• Inertia loads

• Bearing loads and hinge constraint

• Exporting animations

• Modal participation factors

• Personalize the user interface

• Virtual connectors

• Creating custom materials

• Importing materials from .csv files

• Measuring distance and gaps

• Adding/editing/viewing project tree comments

• Creating a MS PowerPoint report

• Spot and laser welds

• Fillet/seam welds

さらなる情報ソース

• SimSolid Blog https://www.simsolid.com/blog/

• SimSolid Forum (英語) https://www.simsolid.com/forum/

• SimSolid Forum (日本語) https://forum.altair.com/forum/227-simsolid

• SimSolid Learning videos https://www.simsolid.com/learning/

• SimSolid White papers http://www.simsolid.com/white-papers/

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次のステップ

まずSimSolidをトライしましょう。

• 従来のFEAと比べて下さい。SimSolidではCADからの形状をそのまま使えるため、形状簡易化不要です。

• 次に、大規模アセンブリでトライしてください。部品のマージは不要で、元の設計状態をそのまま使い、SimSolidのコネクション機能を適用します。

• 初回解析後、CADで設計変更したモデルをインポートして2回目の解析を行ってください。初回で設定された解析条件が自動適用されるため、素早いインターバルで行えます。

• この過程で出た質問などを、ユーザーフォーラムに投稿してください。

リリースノート

http://www.simsolid.com/simsolid-release-notes/

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