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アルテア福岡

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  1. これを応用すると、節点を一度にたくさん選択して、その上にポイントを作るようなこともできます。 points_on_nodes.mp4
  2. 以下の文章からは、多くの図を削除してあります。図の付いた資料は、添付の PDF を読んでください。 RADIOSS + HyperStudy 実例集 材料特性を同定して、試験にぴったりの荷重―変位線図を再現する 課題 衝突などにより、材料が永久変形するようなシミュレーションを行うには、その材料特性を入力データとして与えなくてはなりません。入力データというのは、通常、応力-ひずみの関係を示します。関係は、測定データであったり、材料モデル式であったりします。一番に重要なことは、入力データを作るために、応力-ひずみの関係を知らなくてはいけないということです。 その場合の問題は、場合によっては「ひずみ」を知ることが難しいことです。ひずみを調べる場合、もっとも信頼できる調べ方の一つはひずみゲージを使うことでしょう。しかし、例えば、とても薄い柔らかい樹脂の試験片しか入試できなかったとしましょう。その場合、ひずみゲージ(金属をプラスチックに貼り付けてある)を接着剤(接着剤自身が樹脂の一つ)でくっつけるわけですが、それらによる剛性の変化が無視できなくなり、ひずみゲージの測定値が一体何を測定したものか分からなくなってしまいます。また、場合によっては、試験で変位は測定したけど、ひずみは測っていなかった、ということもあるでしょう。 このような場合に役に立つのが、本例です。引張り試験をシミュレーションし、試験で測定した変位、荷重履歴にあうような材料特性を、見つけ出す、ということを行います。引張り試験のシミュレーションには RADIOSS、ぴったり合う材料特性を見つけ出すところは HyperStudy というソフトウェアが担当します。 評価値 この 1/4 モデルにて 下記の値を評価します。() 内は試験値です。 試験片変位 1.5mm 時点での荷重 (1438N ) くびれ発生時の変位 (6mm) くびれ発生時の荷重 (1510 N) にもっとも近づけるようにします。くびれは、荷重が最大となるところと定義します。 設計パラメータ Johnson-Cook 材料則は、降伏後の応力を次のように現します。 ここで、σが応力、εp が塑性ひずみです。今回は、この式の a, b, n に、ヤング率 E を追加して同定します。 変数 最小値 最大値 E 50000 70000 a 90 120 b 100 160 n 0.1 0.3 パラメータ同定を行う パラメータ同定を行うときに特別な処理は必要ありません。各評価値の目標値を指定するだけで同定を行えます。 以下のような値にすると、実験に良く一致することが判明しました。 変数 同定値 E 70000 a 94.212614 b 121.73447 n 0.2293361 設計業務に使える 1D モデル化 同定に使った大量の計算結果からエクセルによる 1D 予測モデルを作成します。実際に解析用の材料カードを作る際に、同定値をそのまま使えない場合も多いと思いますが、この 1D モデルですばやく結果の予測値を知ることができます。 ヒント もし、応力-ひずみ線図を入手できたとしても、使いたい材料モデルの式が難解であることがあります。その場合も、本実例をアレンジし、変位と力ではなく、ひずみと応力に合わせこむ同定を行うことで、材料パラメータの同定ができます。 全文はこちら 材料同定.pdf スライドはこちら 材料同定スライド.pdf 初めての方のお問い合わせは https://www.altairjp.co.jp/contact-us/
  3. 注意 要素が読み込めたら御の字くらいに思ってください。I-DEAS は古い製品ですので、現行の Nx Nastran 形式等で、HyperMesh に持ってくることを基本としてください。
  4. この記事からは図が削除されています。すべての図付きで全文を読みたい方は、下の方の PDF を読んでください。アカウントが必要です。 RADIOSS + HyperStudy 実例集 衝撃保護部材の最適設計例 課題 衝突物から何かを守りたい場合、衝突される側をとにかく強くすれば良いです。一方で、衝突物を守りたい場合、衝突される側をとにかく弱くすると良いです。しかし、例えば自動車の衝突のように、衝突する側、衝突される側、どちらも守りたい場合はどうでしょうか?この場合、衝撃保護部材は、強すぎず、弱すぎもしない、絶妙な強さが求められます。本例では、衝突解析に RADIOSS, 絶妙な強さの探索に HyperStudy を使用し、その絶妙な強さとなる設計を探索します。形状こそ単純ですが、非常に実践的な例題です。 評価値 衝突体の加速度の最大値: 衝突体の加速度が小さければ、衝突体へのダメージも小さいと判断できます。 衝突体の変位の最大値: 衝突体の変位が小さいということは、衝撃保護部材への突入量が小さいということで、衝突された側のダメージが小さいと判断できます。 設計パラメータ フィレット半径:15~25mm 外側部材長さ: 280~360mm 外側部材幅: 160~240mm 内部板配置幅: 120~200mm 4 部品の板厚: 1~2mm HyperStury におけるパラメータと設計パラメータの対応表 設計 パラメータ HyperStudy パラメータ HyperStudy 最小値 à 設計最小値 HyperStudy 最大値 à 設計最大値 フィレット半径 Radius -1 à 15mm 1 à 25mm 外側部材長さ length_external -1 à 280mm 1 à 360mm 外側部材幅 width_external -1 à 160mm 1 à 240mm 内部板配置幅 length_internal -1 à 120mm 1 à 200mm 外側スキン板厚 th_external_skin 1 à 1mm 2 à 2mm 内側スキン板厚 th_internal_skin 1 à 1mm 2 à 2mm 外側フランジ板厚 th_external_flange 1 à 1mm 2 à 2mm 内側フランジ板厚 th_internal_flange 1 à 1mm 2 à 2mm 重要パラメータ洗い出しのための直交試験 いきなり最適化をやるのも良いのですが、設計変数が多い場合、このように、直交試験を行って、検討すべきパラメータを洗い出すのも一つの手法です。各パラメータを 3レベルとして 27回の試験を行いました。 パレートプロットにより、内部板配置幅、内側スキン板厚、外側スキン板厚、外側部材幅の4つのパラメータが 80~90% の寄与をしていることが分かります。この4つを重点的に検討する必要がありそうです。 最適化でちょうどよい設計案を探索する この課題では、加速度と変位が相反する関係になると予測できますが、どの程度関係、例えば、変位を 17mm に抑えた場合、加速度はどれくらいになるのか、というようなことまでは分かりません。このような場合は、変位と加速度をともに最小化するという、多目的最適化が便利です。 今回は、先ほど洗い出した4つの重要パラメータだけを最適化してみます。反復数は 50 回です。 多目的最適化を行うと、このように性能の限界を示すパレート図が得られます。これは、今回の設計でどのあたりを目指していくのかという良い指針になります。 また、内部板配置幅がもっとも影響が大きく、大きいほど加速度が小さくなる反面、変位が大きくなることなども分かります。 最後に以下の3つの最適解を確認してみましょう。見た目にも内部板配置幅が現象をうまくコントロールしていることが分かります。 設計業務に使える 1D モデル化 DOE や最適化に使った大量の計算結果からエクセルによる 1D 予測モデルを作成します。実際の設計業務において、最適解をそのまま使えない場合も多いと思いますが、この 1D モデルですばやく結果の予測値を知ることができます。 ================================================================================================================== 参考情報 図がちゃんと読める PDF, 衝撃試験においてぶつかるほうもぶつけられたほうも両方守るにはどうしたらよいでしょうか.pdf プレゼン PDF, 衝撃試験においてぶつかるほうもぶつけられたほうも両方守りたいスライドショー.pdf 初めての方のお問い合わせは https://www.altairjp.co.jp/contact-us/
  5. 繊維配向テンソルとベクトルの違い ベクトルからテンソルに戻せるのかどうか といった話をしていきます。
  6. 今度は、HyperMesh で行った繊維配向テンソルのマッピングの結果を可視化する方法です。MultiScale Designer 全く関係なくて、HyperMesh と HyperView の作業になります。 マッピング自体は下の例題を参考に行ってください。これはマッピングが終わってからの説明です。 http://丈犖.跳.jp マッピングが終わると、このように、テンソルの書かれたテーブルが出てます。これを HyperView でテンソル演算して、主方向を描かせると良さそうです。 HyperMesh の Tables (表ですね) は Matrix Browser で扱えるので、Matrix Browser を立ち上げて、作業しましょう これで HyperView で読めるデータを作れます。 もう一息です。HyperView で可視化しましょう。 実は、テンソルではなくて、6個のばらばらなスカラーとして読み込まれてるので、テンソルとして扱わせます。
  7. 非線形材料モデルに、こういう名前のものがあります。rate というのは現象速度のことで、independent ってのは関係ないってことなので、現象速度の効果を考えない塑性ということです。良く分からなければ、単純に塑性ということです。ヘルプに式と出典がありますが、すべての説明がされてるわけでもなく、昔に考えられた式なので出典も入手しずらく、また、同じ理由で日本語の説明も見かけないので、なかなか手ごわいです。自分で行ったテストなどをもとに、なるべく分かりやすく説明して見ます。 上から順に行くとして、σy, σ1 です。σy は初期の降伏応力で、σ1 は最終的に到達可能な最大の応力です。この2つは、まあ良いでしょう。 問題は次の δ です。この δ さえわかれば、なんとなく応力-ひずみカーブを作れますので、この δ だけでも分かりましょう。 とりあえず式は、 H(εp) = (σ1-σy) [ 1-exp(-δ εp)] こんなです。H というのが降伏応力の増加量で εp が塑性ひずみなのですが、どういうことなのか、式を考える前に実験から考えましょう。とりあえず、まだ説明してない項目もあるのですが、次の設定で、δ だけ変えていろいろ試してみます。 δ を大きくするほど、早く σ1 に到達することが分かります。なるほど、δ は σy から σ1 への到達の早さを調整するパラメータなのですね。あらためて 式をのぞいて見て下さい。δ=0 なら H=0 なのでいつまでたっても降伏応力は増加せず、δ=とても大きい、だと、H(εp=とても小さい)=σ1-σy で、どんどん降伏応力が増加するわけです。 どうでしょう、なんとなく形になってきましたね。とりあえず今回はここまでです。
  8. 剛体 /RBODY はエンジンファイルごとに有効、無効を切り分けられます。エンジンファイル _0001.rad とか _0002.rad で次のように使います。 /RBODY/OFF # マスター節点番号 190 これを使って、投石機みたいなのを作ってみました。放すタイミングが悪いのはご愛嬌。入力ファイルはこちらです、投石機の入力ファイル.zip 。 投石機.mp4
  9. アルテア福岡

    剛体オンオフ

    実はスターターの設定でも切り離せます。エンジンファイル2つ作りたくない場合はこの方法をどうぞ。 0.5 秒後にセンサーがオンになります。 それを剛体に仕掛けます。 0.5秒後に切り離されました。 入力ファイルはこちら、Example02_OnOffBySensor.7z
  10. やれる範囲で、精度検証を投稿していきたいと思います。ネタあれば投稿してください。やれる範囲でやります。 検証1: 材料が一つだけのユニットセルから算出されたヤング率、ポアソン比が、材料特性として入力したヤング率、ポアソン比に一致するかどうか 検証2: 非線形性の再現性を単一材料で検証してみる 検証3: 繊維配向テンソルで繊維の向きを変更できているか確認する 検証4: RADIOSS で 繊維と樹脂の 2相モデルと、MultiScale Designer の均質化材料を使った 1 相モデルの比較
  11. アルテア福岡

    精度検証コーナー

    検証4: RADIOSS で 繊維と樹脂の 2相モデルと、MultiScale Designer の均質化材料を使った 1 相モデルの比較 MultiScale Designer の均質化材料が多相の材料にどれくらいくらいつけるのかの検証です。 RADIOSS モデルはこんな感じです。 MultiScale Designer の設定は以下です。 つまり SS カーブにすると、こうなります。樹脂と繊維の順です。 あえて破断させません。破断させると、応力集中とかメッシュサイズの影響とかややこしくなるので、ここではやりません。詳しくは、わたしのよもやま話を読んでください。 RADIOSS の材料は表形式の弾塑性材料としました。横軸が塑性ひずみですので、全ひずみに変換すれば、MultiScale Designer に与えたカーブに一致します。 まず 0 度に引っ張ったときの力の履歴はこうなりました。降伏までは完全に一致してます。アニメを見ると分かるのですが、2相モデルは不均質さもあってか、くびれが早期に大きく発生してます。この領域では応力は一定なので、くびれて面積が小さくなった分、そのまま力が小さくなってます。こういった材料の不均質さによる幾何学的影響を MultiScale の材料を使った 1相モデルでは再現できませんが、MultiScale Designer が算出する、材料カーブの傾きに関しては完璧に算出できていることが分かります。 0d3g.mp4 では 90度はどうでしょう。着目点は2箇所です。1のところ、初期の降伏点に差がでます。これは 90度方向には 2相モデルでは繊維はほとんど仕事をしないのに対して、均質化された 1相モデルでは、繊維の影響が薄く全体にいきわたることになるので、若干固めに出たということと考えられます。ただし、その後のカーブの傾きは一致するので、材料特性そのものについては、やはりまずまずの再現ができていると言えます。 2 のところは、0度のときと同じです。材料の不均質性により、2相モデルは早めに大きなくびれが出るため、早い段階で抵抗力を失っていきます。 90deg.mp4 では、0度と 90度を同じスケールで描いて見ましょう。このスケールで見る場合、0度も 90度もなかなか良い結果だといえるのではないでしょうか? つまり MultiScale Designer の均質化材料をよしとするかどうかは、使用目的次第です。 たとえば積層材のように 0, 90, 45, -45 などでたくさんのプライを積み上げた製品形状を対象とした解析をする場合や、射出成型でさまざまな方向に繊維が散らばっている製品形状を対象とした解析をするようなときは、MultiScale Designer の均質化材料は十二分に役立つでしょう。なぜなら今回の例では繊維補強の有無で10倍強度が違います。補強が必要な場所に、必要な方向に繊維が通っていない時点で勝敗が決まるので、この程度の誤差は問題になりません。 逆に、1枚のプライを 90度に引っ張ったときの正確な挙動を知りたいときなどには、均質化材料を使うべきではないといえるでしょう。 今回はここまでです。RADIOSS データを置いておくので、試してみてください(MultiScale Designer は自分で数値を打ち込んでください)。to_forum.7z (ここの絵を消せなくなりました)
  12. v3.4 で入力パラメータの変更などがあるため、新規トピックとしました。 ここは公式サポートではありません。確実に回答が必要な事項については、公式サポートにお問い合わせください。 Step-1: チタンメッシュなど、金属を金網状にした材料は扱えますか? 自作セルの読み込み方 自作セルの要件 自作セルで空間は? 自作セルが読み込めない。コツは? Step-2: Step2 で複合材の線形特性が分かっているときに、相の物性を逆算したい Step-4: Step-4 の材料試験の向きが無くなってる Step4 で複合材の物性が分かっている場合に、相の物性を同定したい Step-4 で引張りと圧縮の特性を変える C ってなくなってない? Step-4 で計算が勝手に終わってしまう Rate-independent Plasticity ってどんな材料 ソルバー連携: 3D Timon が出力するユニバーサルファイルに書かれた繊維配向ベクトルを使えない? 繊維配向テンソルを OptiStruct や RADIOSS で使うとき、テンソルは材料座標系でかかれたことになる? 繊維配向テンソルをマッピングした結果を可視化して確かめたい 全般的テクニック: 応力集中を考慮したい その他: そもそも何をするのに使うの?
  13. アルテア福岡

    FAQ コーナー for 3.4

    質問: 自作セルが読み込めない。コツは? 回答: - 節点, 要素番号を 1 から開始。番号に空きがないように - 面の座標を確認。小数点のごみで微妙に平面から外れていたり、微妙に投影相手の節点がずれてないか確認 - 角の座標を (0,0,0) などを行ってください。それでもダメなときはサポートへ自作セルを送ってください。
  14. アルテア福岡

    FAQ コーナー for 3.4

    質問: 自作セルで空間は? 回答: 空間もメッシュを埋めます。適当に影響がなさそうな材料特性にすると良いと思います。
  15. アルテア福岡

    FAQ コーナー for 3.4

    質問: 繊維配向テンソルを OptiStruct や RADIOSS で使うとき、テンソルは材料座標系でかかれたことになる? 回答: そうです。 こちらで検証した、この例題の、材料 1 軸と 2軸を逆にしたときの比較です。境界条件とかは、リンク先を見てください。 最初の二つが逆の結果、残りの二つが、同じ結果になります。
  16. アルテア福岡

    砂場(sandbox)

    どこかに投稿する前に練習、書き込みテストなどしたいときは、ここで自由に行ってください
  17. スクリーンショットをぺたぺた貼っていきます。下記の内容を予定しています。 プライを設定するところ ラミネートを設定するところ ラミネートの弾性率などを評価するところ ラミネートの耐荷重をしらべる 薄板の評価をするところ ハリの計算をするところ 円筒の評価をするところ 動画の入門がよければこちら。ただし、完全に別撮りなので、本トピックと作業内容は一致しません。
  18. アルテア福岡

    スクリーンショット中心の ESAComp 入門

    第七回: 円筒の評価
  19. アルテア福岡

    スクリーンショット中心の ESAComp 入門

    第六回: 梁計算 今回は、はり理論を使ってせんだん力線図や曲げモーメント線図などを描かせて見ます。これを材力って呼ぶかたも多いですよね。
  20. アルテア福岡

    スクリーンショット中心の ESAComp 入門

    第五回: 薄板の評価
  21. 最初にお読みください 本スクリプトはだれでも自由に使用、改変できます。しかし、サポート、保守、機能要望などは含まれていません。それらは有償です。 もう一つお読みください ベクトルからテンソルへの変換を検証してくれる方、歓迎です。検証結果を貼り付けていただくとありがたいです。 対応している UNV ファイルの形式 使い方 この辺りを、書き換えて実行 実行後 検証 入力 出力 原理 与えられたベクトル v1 に直交するベクトル v2, v3 を用意します。ベクトル行列 V=[ v1 v2 v3] を用意します。そして固有値 G= [ 1 0 0; 0 0 0; 0 0 0] (フォーラムで行列を書くのが難しいので compose の書式で書いてます。;で次の行に移っています)と仮定します。こうすると、代数幾何学の天才たちのおかげで、元のテンソル A=V G VT を計算できます (T は転置行列, 縦横入れ替えたもの)。 気になるなら、上記の検証例を演算してみてください。 ダウンロード U2X.oml
  22. アルテア福岡

    スクリーンショット中心の ESAComp 入門

    第四回: ラミネートの耐荷重、耐モーメントを調べる ここでは、初期の降伏が起こるまで
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    スクリーンショット中心の ESAComp 入門

    三回目: ラミネートの特性を調べましょう
  24. アルテア福岡

    スクリーンショット中心の ESAComp 入門

    二回目: ラミネートを設定する ラミネート=プライをどうにかこうにか積層したもの
  25. アルテア福岡

    精度検証コーナー

    検証3: 繊維配向テンソルで繊維の向きを変更できているか確認する 繊維配向テンソルで、0, 90, 45, -45 度それぞれに 100% の配向状態を模擬してみます。拘束、強制変位は以下を参照。10% 引っ張ります。この場合、0 と -45 度、90 と 45 度が全く同じ答えになるはずですね。 繊維配向テンソルはこうなります。上から 0, 90, 45, -45 度です。0, 90 はよいとして 45, -45 度が正しいかは Compose で確認してます。 MultiScale Designer で 0度と 90度は 10% ひずみで 54x4=216, 30x4=120 ですから、ちゃんと予測どおりの動きをしたことが分かります。 この検証ファイルはこちら 検証ファイル.7z
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