汎用P法非線形解析システム
StressCheck 7.0
機能概要書
A
pplied
D
esign
A
nalysis Corporation
(
ADA
)
アプライド デザイン
株式会社 住所 〒113-0034 東京都文京区本郷3-40-11 柏屋ビル8F 8F Kashiwaya Bldg.,3-40-11 Hongou,Bunkyo-ku,Tokyo,Japan 113-0034 Phone:03−3815−6335 F a x :03−3815−6336 E-mail:info@ada.co.jp W e b: http://www.ada.co.jp/
著 作 権 : ア プ ラ イ ド デ ザ イ ン 株 式 会 社
Stress Check V7.0 機能概要書 1 - 1 ADA
1.特 徴
StressCheck は、先進の P 法 FEM テクノロジーにの研究を基に、解析の精度を自動化し、解析ノ ウハウの蓄積と共有を可能にするユニークなハンドブック解析データベースを持った、設計者 と解析者向けの先進の非線形P法有限要素法解析システムです。 主な特徴は、以下になります。□解析精度の確証
アダプティブP法FEMのパイオニアとして世界的に著名なB.Szabo 博士(Washington Univ.)と I.Babuska 博士(Texas. Univ.)らによって、設計者だけでなく解析者や管理者までも、本質 的に満足し得るよう”FEM解析の信頼性とシミュレーションの自動化”を目的に開発されま した。 このテクノロジーにより、FEM解析で最も時間のかかったメッシングのノウハウにFEMの 専門的な知識は不要なので、解析シミュレーションの生産性を飛躍的に向上させることができ ます。 P法FEMとは、FEMで要素を細かく分割するかわりに、要素分割を変えず高次の関数で変位を近似すること によって精度を向上させる方法です。このP法は1970年代後半から1980年代初めにかけて、O.C.Zienkiewicz (Wales Univ.)や I.Babuska (Maryland Univ.当時)らによって、多くの研究が行われ数学的にその優位性が証明されました。 総合アダプティブ有限要素法解析(P法、H法)をサポートしています。
■先進の P 法非線形解析
世界最先端のP法FEMやアダプティブP法テクノロジーの研究を基に、世界で初めて各種の P法非線形解析を実現しました。これにより、設計者の求める標準的な線形解析・熱伝導・座 屈解析やパラメトリック解析から、解析者に求められてきた高度な非線形解析(弾塑性、幾何 学的非線形、接触、超弾性)、極限荷重チェック解析、コールドワーキング非線形、ファスナ ー構造非線形、輻射熱解析、温度依存材料特性、接触非線形バネ、破壊力学解析、亀裂進展解 析、複合材料解析やラミネート構造の解析他を、一貫した同一のP要素メッシュ分割モデルで 行うことができるようになりました。□パラメトリック解析
すべてのジオメトリはパラメトリックに設計変数定義が可能です。(パラメトリック3次元 CADデータベース内臓 )また、ジオメトリとP要素は完全に関連性を持っていますので、ジ オメトリにパラメトリックな定義を行えば、解析モデルは自動的に更新されます。 これにより、タイムリーかつ直感的に製品特性の洞察力を得ることができます。□高度な数式処理システム
3次元幾何形状や荷重、境界条件、材料特性、結果処理等に関する全ての入力データは、定数、 パラメータ、任意のユーザ定義関数等によって指定する事ができます。またそのパラメータ間 の関係式を任意に指定する事が可能です。パラメータかユーザ定義関数かは、StreesCheck が自動判定することができるようになりました。この機能により、高度なパラメトリック解Stress Check V7.0 機能概要書 1 - 2 ADA 析モデリングが行えるようになります。
□ハンドブック解析データベース
設計者、解析者および管理者の求めるニーズを集大成し、アダプティブP法FEMをベースに した、このユニークでしかも世界で初めてのユーザインターフェースになりました。このハン ドブック解析データベースの有利さは、さまざまの業種のさまざまな製品設計におけるルーチ ンワーク的な個々の解析テーマを標準化させることにあり、個別の3D工学便覧的 ”ハンド ブック解析データベース”を構築し、解析ノウハウを共有することができます。また、登録デ ータの検索機能の操作性を高めるために、分かり易いグラフィカルなモデルブラウザを内蔵 し、ウィンドウズのエクスプローラの操作と同じです。 この機能により、設計の標準化と並び重要なテーマである“解析の標準化“に大きな効果を発 揮することができ、解析の経験の全くない設計者も安心して、解析を行うことができる ようになりました。□実践的で分かり易いユーザーインターフェース
Windows ベースの最新グラフィカルインターフェース(アイコン、プルダウンメニュー、デー タフォーム、アンドゥ/リドゥ、柔軟なウィンドウ、等)を採用し、簡単な操作環境を実現して います。そのため、短期間で習得可能です。□Pa ra s olid パラメトリックモデリング
■CAD インターフェース
Parasolid、CATIA、IGES(トリムサーフェス)、STEP、Pro/Engineer インターフェースをサポー ト。■CA D 統合化自動メッシング、H/P相互メッシュトランスレータ
P要素自動メッシング(P-Element Auto-Meshing:PAM)モジュールで、SolidWorks (Parasolid)と統合化し、自動メッシュ作成が可能になりました。 これにより、C AD 統 合 化 を 実 現 し、モデル作成時間の大幅な短縮を実現しました。また、P法とH法 FEM 間のメッシュトランスレータ(open Doorway between P-version and H-version FEM:PH-D)モジュールにより、NASTRAN のH要素をP要素に変換し StressCheck インポートすることや、Mechanica のP要素を StressCheck へインポートし解析する事 ができるようになりました。これにより、従来のFEM資産を有効活用し、P法の特徴を 生かした解析の精度確認が容易にできるようになりました。
□OpenGL 対応の高速グラフィックス
マウス操作に追随できるダイナミックなグラフィックス環境下で、立体感のあるソリッドイメ ージのモデリングが楽にできます。モデル作成やポスト処理において、操作しやすい環境、わ かりやすい環境を実現しています。Stress Check V7.0 機能概要書 1 - 3 ADA
■日本語インターフェース
■Web B ook(Web ベースハンドブック解析)
イントラネット/インターネット環境のもとで、インターネットブラウザを用いて、ハンドブ ック解析を利用することができます。 【StressCheck の開発元 米国 ESRD 社】P 法 FEM の数学的証明者の 1 人、I.Babuska 博士(米 Texas Univ.教授)と P 法 FEM やアダプテ ィブ法の誤差論研究者として世界著名な B.Szabo 博士(米 Washington Univ.教授)らが中心とな って、1989 年に設立しました。本社 米ミズーリー州セントルイス市。
備考:■ 印は、Version7.0 で大幅に機能拡張されたものまたは新機能、□印は、V6 からの機能 Nastran、Mechanica、Solidworks、他はそれぞれのメーカの登録商標です。
Stress Check V7.0 機能概要書 2 - 1 ADA
2.ユーザインターフェース
StressCheck のユーザインターフェースは、Windows のアイコンベースで、直感的な操作環境で す。 *操作のやさしい完全日本語ユーザインターフェース。□メニュー操作
−アイコン −プルダウンメニュー −データフォームによる穴埋め・選択方式 StressCheck v7.0 の画面□グラフィック機能
−荷重、拘束等のシンボル表示 −モデル参照表示 ノード、要素、材料等の ID 番号の表示が可能(通常は非表示) −モデル表示機能 ワイヤーフレーム、隠線、シェード表示、パース表示、カッティングプレーン、シュリンStress Check V7.0 機能概要書 2 - 2 ADA ク要素、要素エッジ、要素ハンドル、サーフェスシェード、サーフェスグリッド、ライト ソース(光源)
□ビュー操作
回転、移動、ズーム、アイソメトリック、センター、上面、下面、右面、左面等の各方向、ビ ューの複数保存と呼び出し機能 □ダイナミックビュー マウスやアイコン、ファンクションキーを使用してソリッド表示でのダイナミックビューコン トロール。キーボード(T:移動、R:回転、Z:ズームイン・ズームアウト、B:ボックス ズーム、C:回転中心)とマウス右ボタンで容易なダイナミックコントロールが可能。□アンドゥ/リドゥ機能
コマンド履歴機能により、操作のさかのぼり、繰り返しができます。 間違った操作をしても、やり直しが簡単です。□ディラスト機能
コマンド履歴機能の中で、特にモデルデータ(Object)の作成操作だけに絞って 、前にさかのぼ ってモデルを消去することができます。□非表示機能(ブランク・アンブランク)
任意のエンティティを選択して、テンポラリーにブランクが可能 また、属性ごとのブランクが可能□グループ化機能(セット)
グループ化をして、そのグループ毎での非表示、荷重、拘束のグループ単位での設定といった 操作を行うことができます。□パート/アセンブリ機能
1つのモデルを複数に分割したり、1つのモデル内で複数のパートの組合わせが可能です。 単一のモデルを使って、パートやアセンブリー単位で個別の独立したモデルとして解析可能。□プリント機能
PostScript ファイルでの出力 (Windows で設定してある)プリンタへの自動出力 Print Screen キーによって、Microsoft ペイントによる編集□自動セーブ機能
Stress Check V7.0 機能概要書 2 - 3 ADA (コマンド数は任意設定可能)
□プリレファレンス設定機能
初心者向け、専門者向けの環境設定(U/I設定)や、バックグラウンドカラー、自動保存の コマンド数 などの初期設定をすることができます。□ユニット(単位系)マネージャー機能
SI 単位系、US 単位系、other(その他工学単位系等)を指定することが出来ます。 解析モデリングの途中で変更することは許容しません。□その他
□マテリアルカラー定義機能 □半透明表示機能(要素、ジオメトリ) □グフィックキャプチャーとキャプチャー画面編集機能 □自動レポート作成機能RTF(Rich Text Format)で、文章中にグラフとテキストを貼付け、報告書を作成することが出来 ます。(会社ロゴ挿入等のテンプレート編集可能)
その他
Stress Check V7.0 機能概要書 2 - 4 ADA
ワイヤフレ-ム
での表示
シェーディング
での表示
材料別
色付け
高速ハードウェアベース
グラフィック表示機能の強化
材料別色づけの例
Stress Check V7.0 機能概要書 3 - 1 ADA
3.ハンドブック解析データベース
StressCheck は、ハンドブック解析データベースを標準で装備しています。 このハンドブックにはあらかじめ約300の解析モデルが登録されており、ユーザーのモデル をハンドブックに追加登録し、社内の標準化解析モデルのデータベースとして、解析ノウハウ を蓄積共有し使用することができます。 ユーザのモデルを、形状・要素・パラメータ・材料特性・解析実行条件・結果表示条件などを 含めて登録することが可能で、ジオメトリとパラメータを関連させて登録すれば、パラメータ の値を変更するだけで、新しいモデルの解析ができます。 このハンドブックを利用することにより、解析の未経験者でも実践的でかつ簡単な操作で正し い解をタイムリーに得ることができます。 ハンドブック解析のオペレーションは、解析モデルアイコンの直感的な一覧より、使用したい モデルを選択し、次に表示されるデータフォームの簡単な操作だけで、パラメトリックな形状 変更・解析実行・デザインスタディ(パラメトリック解析)実行・各種結果表示を行うことが できます。□モデルの分類・検索機能
□フォルダによる分類 フォルダを利用して、その名前ごとに分類 □モデルタイプによる分類 平面モデル、軸対称モデル、プレートモデル、三次元モデル □解析条件による分類 弾塑性解析、熱解析、モーダル解析 □モデルの形状特性による分類 穴、切り欠き、フィレット □グラフィカルなモデルブラウザによる検索(3−2ページ参照) ウィンドウズエクスプローラと同様なモデルブラウザ □モデルの説明 モデルの説明文を登録可能□モデルの登録、編集機能
□自動エラーチェック機能 □容易なハンドブック解析モデルの登録機能 □レポート画面キャプチャー機能、編集機能を標準で装備□自動レポート作成機能
従来のハンドブック機能に加え、自動レポート作成機能を搭載。 会社ロゴの挿入や定型フォーマット等のテンプレート作成機能。Stress Check V7.0 機能概要書 3 - 2 ADA
モデルアイコン
モデルブラウザ
モデル情報。
Stress Check V7.0 機能概要書 3 - 3 ADA ハンドブック各データフォーム パラメータ モデル情報 解析 結果 材料 パラメータ更新 パラメトリック解析 解析実行 プロット 拘束条件 パラメータ種類 拘束条件ウィンドウ 材料特性ウィンドウ 結果表示ウィンドウ
Stress Check V7.0 機能概要書 3 - 4 ADA
■Web B ook(Web ベースハンドブック解析)
イントラネット/インターネット環境のもとで、インターネットブラウザを用いて、ハンドブ ック解析を行うことができます。 <特 徴> ・ マルチユーザ・マルチジョブ ・ ダイナミック表示によるポスト処理 ・ システムセキュリティー管理Stress Check V7.0 機能概要書 4 - 1 ADA
4.形状作成
□Pa ra s olid ソリッドモデリングカーネル採用
□パラメトリックな 3 次元 CAD データベースを内蔵。
□操作環境
グリッド(格子点)機能 グリッドを表示し、それを利用することにより入力を容易にします。□座標系
形状作成時に自動的にローカル座標が定義されます。任意の座標系作成も可能。 直行座標系、円筒座標系、球座標系□モデリング
□ソリッドモデリング ボックス・・・・座標入力、ローカル、オフセット、他 円柱・・・・座標入力、ローカル、オフセット、他 円錐・・・・座標入力、ローカル、オフセット、他 球・・・・座標入力、ローカル、オフセット、他 トーラス・・・・座標入力、ローカル、オフセット、他 フレット、徐変フィレット、面取り □スイープ、押し出し、穴埋め ソリッドブーリアン(カット、統合、交差) サーフェスクリップ □カーブ・サーフェスモデリング 点・・・・ 座標入力、ローカル、ミッドポイント、オフセット、プロジェクション インターセクション、他 カーブ・・・・2 点、連続、平行、垂線、接線、オフセット、トリム、他 フィレット 複合カーブ インターセクションカーブ 円、円弧 四角形 スプライン サーフェスフィレット 楕円 平面 球 トーラス 円錐(コーン)Stress Check V7.0 機能概要書 4 - 2 ADA 円柱 ボックス 回転サーフェス 押し出しサーフェス ルールドサーフェス オフセットサーフェス スプラインサーフェス 任意のユーザ数式定義 テキストラベル 等
□修復、分割機能
ステッチ機能 取り込んだジオメトリのカーブ同士が離れていて、クローズドボリュームが作成されない 場合、離れたカーブ同士を選択して閉じる機能 インプリント機能 サーフェスを、カーブ・サーフェスで分割する機能□修正、編集機能
作成したジオメトリに対して修正が可能です。 点、カーブ、円、円柱、球、トーラス、サーフェスフィレット等の全てのソリッド・サーフェ スデータについて、その値を変更可能。 また、コピー、マージ等 可能□選択機能
ジオメトリや要素の選択方法 □個別選択(ピック) □マウスドラッグによるグループ選択 □個別選択解除 □グループ選択解除 □選択反転機能 □フェイスサーフェス---曲率の連続するフェイスを一括選択 □エッジサーフェス---曲率の連続するエッジを一括選択□要素チェック機能
フリーバウンダリー、フリーフェイス、要素フェイス内角、ディストーション等。□データ参照機能
モデル概要(モデルの大きさ、要素数、節点数 など) 距離 角度 エンティティの詳細情報Stress Check V7.0 機能概要書 4 - 3 ADA
エンティティの関連性(アソシェティビティ)の情報
□CAD インターフェース
Parasolid、CATIA、IGES(トリムサーフェス)、STEP、Pro/Engineer のインポート/エクスポー ト
Stress Check V7.0 機能概要書 4 - 4 ADA
フェイスサーフェス選択の例
(要素フェイスのみを取り出し結果表示)
エッジサーフェス選択の例
Stress Check V7.0 機能概要書 4 - 5 ADA
モデルにテキストラベルを作成した例(3次元注記として利用可)
Stress Check V7.0 機能概要書 4 - 6 ADA <メリット> □同一モデルの中に複数部品を作成し、解 析対称を組み合わせることができます。 ・ 穴/溝/スロット/ブッシュ等を 解析する、又は解析しない。 ・ 対称モデルの半分/4分の1の解析 ・ 解析ケースごとに条件を指定、同じか、 違うか □複数のモデルサブセットを解析し、結果 の比較が簡単になります。 □全体モデルの上に、局部の解析を表示検 討できます。 ア セン ブ リモ デ ル 半 分 の パ ー トモ デ ル 外 側 ラグ部 分 の み 表 示
パート・アセンブリ解析の例
パー トの解 析結 果をア センブ リ全 体上 に組 み 合 わ せ 表 示Stress Check V7.0 機能概要書 5 - 1 ADA
5.解析モデル作成
□モデルタイプ
□3 次元モデル □平面モデル (平面歪、平面応力) □プレートモデル(平面板の曲げ、ラミネート版モデル) □軸対称モデル □引き延ばしモデル(2次元モデルをダイレクトに3次元モデル化)□節点(ノード)
座標入力、ローカル、ミッドポイント、オフセット、プロジェクション、 インターセクション、他□P−要素
P−要素は、要素分割を変えず、高次の関数で変位を近似することによって精度を向上させる方 法です。要素は、曲線や曲面を許容できるので要素の数も少なく、要素作成に対するノウハウ に FEM の専門知識が不要のため、従来法と比べ解析シミュレーションの時間の短縮がはかれま す。 また、各要素エッジ毎に、収束状況に合わせて高次の関数を用いるため、たとえば、要素のア スペクト(縦横)比は、収束性が保証されるのならば、特に制限はありません。□要素の種類
□境界バネ要素 □梁要素(ビーム) □シェル要素(三角形、四角形) □ソリッド要素(四面体、五面体、六面体) □特殊要素: ファスナー要素■要素の作成方法
□アソシェティブマニュアルメッシング □自動メッシュ(2次元) ■自動メッシュ(3次元):PAM SolidWorks に統合化し使用。 ■セミオートメッシング ■回転、引き伸ばし、オフセット厚み付け(厚化) ■汎用解析コードデータ利用 Mechanica(PH_D IF)、Nastran、に対応。 □マップドメッシュ(3 次元サーフェス上の要素) □ローカルリファイン □破壊力学用の自動メッシング 各モデル作成のアイコン(一部)Stress Check V7.0 機能概要書 5 - 2 ADA
H法で作成したメッシュを 取り込み、解析したPH-D の例
Stress Check V7.0 機能概要書 5 - 3 ADA
□材料特性
等方性、横断面等方性、異方性、直交異方性 非線形材料 弾塑性材料 ・・・弾完全塑性、bilinear、5parameter、Ramberg−Osgood 超弾性材料 ■温度依存材料(非線形熱伝導解析、構造非線形解析) 物性値 ヤング率、ポアソン比、密度、線膨張係数、各種非線形パラメータ、熱伝導率 等 □複合材料のための境界レイヤー ユーザー定義の材料を作成・登録できます。 □GUI ウィンドウでの材料特性選択機能 材料特性選択ウィンドウStress Check V7.0 機能概要書 5 - 4 ADA
超弾性材料モデル
同一モデルによる非線形解析と線形解析 非線形解析結果の例 線形解析結果の例
Stress Check V7.0 機能概要書 5 - 5 ADA
□要素特性
シェル要素の板厚 ビーム断面、ビーム端部自由度の拘束/開放 ( □2D, □3D ) ビーム標準断面特性の自動計算機能(15種類)、標準断面特性ライブラリ(ANSI)内臓 ばね要素定数□拘束条件
エッジ、フェイス、バウンダリに定義可能 一定、パラ メ ータ 、 任 意 の数 式 で定 義 可 能 剛体拘束 対 称 拘 束 非 対 称 拘 束 完全拘束 ピン拘束 ス ラ イ ド 拘 束 任意自由度拘束 境 界 ば ね 拘 束 温度境界 熱流束境界 ■輻射熱境界(ステファンボルツマン定数、形態係数、放射率、雰囲気温度、 環境温度)等 標準ビーム断面特性の例Stress Check V7.0 機能概要書 5 - 6 ADA
□荷重条件
エッジ、フェイス、バウンダリに定義可能 定数、パラメータ、任意の数式で定義可能 点荷重 物体力 6自由度荷重 モーメント荷重 ベアリング荷重(2D、■3D) ばね荷重 せん断荷重 分布荷重 強制変位 インターフェランス フィット(ファスナー構造解析モデル専用) 熱荷重…………一定温度荷重、及び、要素単位に任意の温度荷重が可能 また、熱伝導解析結果にもとづく荷重設定が可能 ■インポートされたポイント拘束 在来H法解析(NASTRAN、ABAQUS、etc)の結果を、P要素の境界に等価変位として自 動変換する機能 拘束条件アイコン例(一部) 荷重条件アイコン例(一部)Stress Check V7.0 機能概要書 5 - 7 ADA SolidWorks データ Parasolid データとして StressCheck へインポートし 自動メッシュ作成。 アダプティブ解析精度の指定。 StressCheck 解析結果
Stress Check V7.0 機能概要書 5 - 8 ADA
CADモデルに、自動メッシュを作成した例 (自動車エンジン インペラー解析モデル)
Stress Check V7.0 機能概要書 6 - 1 ADA
6.パラメータ
StressCheck は、パラメータとジオメトリを関連付けることにより、パラメトリックにモデル形 状を変更することが可能です。またジオメトリと要素の関連性機能(Associativity)によりジオメ トリや属性をパラメータによって変更すると、要素も自動的に変更されます。このパラメータ は、Fortran、C 言語にもとづく数式により、高度な設計変数として任意に定義することができま す。この機能を利用し、設計者は寸法を変更する解析や、修正作業に対して大幅に時間短縮が 可能です。□パラメータ
すべての形状作成(ポイント、カーブ、ソリッド、サーフェス等)の入力値をパラメータ化す ることができます。 (例) ポイント ラインの始点・終点 円の半径・始点・終点・中心 Box の幅・高さ・奥行き・位置 円錐の位置・半径・高さ・角度 円柱の位置・半径・高さ・角度 球の位置・半径・角度 シェルの板厚 等 フィレット径 等 すべての解析モデル作成(材料特性、荷重、境界条件等)の入力値をパラメータ化することが できます。 (例) ヤング率、比重、線膨張係数、荷重の向き・大きさ、バネ乗数、温度境界、熱流束境界等。 パラメータ 及び 数式定義データフォームStress Check V7.0 機能概要書 6 - 2 ADA
■形状変化の確認
パラメータを定義し、そのパラメータを変化させジオメトリの変更を画面上でアニメーション により直感的に分かりやすく確認することができます。 パラメトリックモデルの例(パラメータの変更だけでこの様に変化します。) フィレット径と穴径を変更Stress Check V7.0 機能概要書 6 - 3 ADA パラメータを変えると、ジオメトリと要素が同時に変化します。 荷重に数式(楕 円 領 域 内 に サ イ ン 関 数 荷 重 を 負 荷 )を用いた例 荷重領域、荷重の大きさを式で定義 荷 重 ・ 拘 束 の 領 域 が 要 素 フ ェ ー ス に 依 存 し な い ので、 自由度の高いモデル作成が可能(上記例は同一モデル) 材料の主軸方向をパラメータ化し、変化させた複合材料解析モデル例 荷重 矢印の高さが 荷重の大きさを表す
Stress Check V7.0 機能概要書 6 - 4 ADA
3次元破壊力学解析の例
航空機部品:オーバーハングの解析例 コールドワーキング非線形解析の例
Stress Check V7.0 機能概要書 7 - 1 ADA
7.解 析
■解析の種類
□線形静解析 フリーフリーボディ解析機能サポート(剛体モードの自動除去) □熱応力解析 □固有値解析 フリーフリーボディ解析機能サポート(剛体モードの自動除去) □プレストレス固有値解析 □座屈解析 □線形熱伝導解析(定常) 熱伝導解析結果温度分布の静解析へのダイレクト荷重機能 □非線形熱伝導解析(定常) 輻 射 熱 解 析 □材料非線形解析 弾塑性解析 超弾性解析 □幾何学的非線形(大変形解析) □線形・非線形接触解析(2D、3D) □ファスナー構造の解析 □コールドワーキング解析 マンドレルの塑性変形による残留応力を考慮したの補強解析 □3次元線形・非線形破壊力学解析 応力集中係数(K 値) J 積分 一般化応力集中係数 □複合材料の解析 幾何形状に沿った任意の繊維主軸方向の定義機能サポート □ラミネートプレートの解析 □極限荷重チェック非線形解析 製品が破損する極限荷重を求めることができる □メジャーメント解析 □亀裂進展解析 仮想クラックの配置と K1、K2 の計算に基づく、2D クラックパスの自動計算機能 ◆SIFT 解析(非公開モジュール) Boeing 社 SIFT 解析との統合機能 <その他> □パラメトリック(グローバル感度)解析 □パート・アセンブリーモデル解析 単一のモデルを使って、パートやアセンブリー単位で個別の独立したモデルとして解析することが できる。 ・複数の部品間の影響を単一モデルで比較検討の解析ができる。 ・単一モデルで、1/2や1/4の対称条件の解析が、効率的に行える。Stress Check V7.0 機能概要書 7 - 2 ADA
■解析の手法
■グローバル法、ローカル法 グローバル法 全ての要素エッジ関数を低次から順次P次数を増加させながら解析 ローカル法 応力等が高い要素エッジの関数を低次から増加させながら解析 □アダプティブP法 アップワードP法 低次から順次P次数を増加させながら解析する ダウンワードP法 高次から順次P次数を減少させながら解析する (P次数: 最低 1 次から最高8次まで) □アダプティブH法 ※析結果の評価検討やチェック、FEMの比較研究調査のためにアダプティブH法による 解析機能もサポートしています。 □事前指定アダプティブ解析機能 指定した精度(エネルギー、応力等を任意に指定)に達したら解析を終了する機能 □P次数の固定 解析の特異点となる個所は、あらかじめP次数を任意に固定して定義することができます。 これにより、解析に本来必要の無い個所の応力集中を避けることができます。 □薄板ソリッド高速解析 板厚の薄いソリッド要素に対して、板厚方向の要素エッジのP次数の指定が出来ます。□解析の実行
結果表示解析機能(任意の解析データの途中結果を表示しながら、解析を実行できます) ステップワイズ機能(解析精度の結果を監視しながら、解析を順次実行させることができます。) リスタート機能(いったん終了した解析を、次の P 次数から継続し再解析することができます。) チェック解析(荷重合計、モデルのエラーチェック、必要メモリー量等の事前チェック)□数値解析アルゴリズム
イテレーションソルバー(反復法) ダイレクトソルバー(直接法) QR 法(固有値解析) Lanczos 法(固有値解析) ダイレクト法 (非線形解析) □ニュートンラプソン法(非線形解析)Stress Check V7.0 機能概要書 7 - 3 ADA グローバル法とローカル法の比較(精度指定なし) ローカルP法、グローバルP法、H法の収束の比較 H法(グローバルメッシュ) P法(ローカル法) P法(グローバル法) 縦軸:エネルギーノルムの収束精度(対数グラフ) 横軸:自由度(対数グラフ) グローバルアダプティブP法 340自由度 (P=8で精度0.1%に収束) ローカルアダプティブP法 220自由度 (P=8で精度0.15%に収束)
Stress Check V7.0 機能概要書 7 - 4 ADA
接触解析の例
アスペクト比1500のモデルの幾何学的非線形解析 (シェル要素1個で端にモーメントをかけています。)
Stress Check V7.0 機能概要書 8 - 1 ADA
8.結果表示
あらかじめ解析実行する前に“グリッド“で解析結果出力ポイントを指定しておくのでは無く、 解析の実行が終了してから、求める全てのエンジニアリングデータ(応力、変位や温度等)を、 節点だけでなく任意の位置のポイント、エッジ、カーブ、任意ルートのパスや任意の密度によ る規則的なグリッドに対して自動的に再計算され、抽出することができます。この機能は結果 評価に重要な機能で、従来のP法CAEや伝統的なH法では実現できませんでした。□結果データタイプ
□変位(各種成分変位、最大・最小主変位等) □歪み(各種成分歪み、最大・最小主歪み、相当歪み等) □応力(各種成分応力、最大・最小主応力、フォンミーゼス応力等) □歪みエネルギー □固有振動数 □BLF(座屈) □温度分布 □熱流束 □温度勾配 □解析ケース任意データの任意計算式による重ねあわせ値(Calc) □ユーザの任意定義数式値 (Fmla) □ビーム要素: モーメント、せん断力、軸力 □各 P 次数での解析結果保存機能 □パラメトリック解析の各ステップ解析結果の保存機能 □荷重増分非線形解析の各ステップ解析結果の保存機能□結果表示機能
□解析誤差(グラフ、レポート) エネルギーノルムの収束誤差(グローバル、□ローカル) □プロット(フリンジコンター「ブレンド、グレー、反転」、グラフ、レポート) □2次元、3次元主応力の方向矢線図表示 デフォーム アニメーション □非線形荷重増分解析結果の履歴アニメーション □応力平均化・非平均化機能 オーバーレイ □各種データの最大・最小の誤差収束(グラフ、レポート) ローカル、グローバル □各種データの任意位置での抽出機能(グラフ、レポート) ポイント、カーブ、サーフェス、節点、□複数連続エッジ、任意座標 任意ルートのパス □合成力の自動計算(グラフ、レポート) 反力、ヒートフロー等 □任意ローカル座標ポスト処理 □要素特性計算(レポート)Stress Check V7.0 機能概要書 8 - 2 ADA ディストーション、面積・体積、変形面積・変形体積、質量中心 □破壊力学解析処理(2次元3次元線形、非線形解析に対応) 応力集中係数(K 値) J 積分 一般化応力集中係数
□結果表示方法
□フリンジ図 (分割数等、任意範囲指定可、□表示色ユーザ定義可、□カッティングプレー ン) □アニメーション(□フレーム数、スピード調整変更可、荷重増分ステップの非線形結果 履歴対応) □XY−グラフ(スカラー目盛り、対数目盛等 各種変更可、ダイナミッククエリー、縦横 軸の関係データ変更、シンボル、レジェンド、汎用のグラフ表示機能の採用によりその他多数 機能追加) □レポート(RichText フォマットの採用により、レポート表示画面に直接画像張り付け日本語 文章記入等の報告書作成が可能) □複数画面によるパラメトリック解析結果の比較表示 □各 P 次数での解析結果保存・比較機能 □パラメトリック解析の各ステップ解析結果の保存・比較機能 結果表示データフォームの例Stress Check V7.0 機能概要書 8 - 3 ADA
X-Y グラフ の多彩な機能
レポート表示
Stress Check V7.0 機能概要書 8 - 4 ADA
標準表示 ブレンド表示
フリンジコンター表示の例
レポート画面キャプチャー機能、編集機能を標準で装備。 レート作成時に威力を発揮します。
Stress Check V7.0 機能概要書 8 - 5 ADA
フック部品の 板厚とフック幅 を同時に変化させたパラメトリック解析の例
形状の変化
Stress Check V7.0 機能概要書 8 - 6 ADA
主応力方向矢線図
グローバルσx ローカルσR
Stress Check V7.0 機能概要書 8 - 7 ADA 非線形熱伝導解析結果の例 非線形: 対流と輻射考慮 線形: 対流条件のみ 熱伝導率 対 流 境 界 :
•
熱伝達係数 hc=0.013 W/mm2K•
環 境 温 度 Tc=300K 輻 射 境 界 : ス テ フ ァ ン ボ ル ツ マ ン 定 数•
K=5.699x10-12 W/mm2K4•
形 態 係 数 fs=1.0•
放 射 率 fe=0.5•
雰 囲 気 温 度 TR=300KStress Check V7.0 機能概要書 9 - 1 ADA