MV-1028:点-可変形サーフェス高次ペア拘束のモデル化
本チュートリアルでは、PTdSF(点-可変形サーフェス)ジョイントをモデル化する方法について学習します。
ポイントの作成
このステップでは、PTdSFモデルにポイントを作成します。
- 新しいMotionViewセッションを開始します。
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以下のいずれかの方法で、Add Point or PointPairダイアログを開きます:
- Project BrowserのModelを右クリックして を選択します。
- Model-Referenceツールバーで、
(Point)アイコンを右クリックします。
- LabelにBallCMと入力します。デフォルトの識別子を受諾します。
- OKをクリックします。
- Propertiesタブをクリックし、X、Y、Z座標値を0.0と指定します。
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表 1に指定したポイントについて、手順2から5までを繰り返します。
表 1. Point X Y Z PointMembInterface39 -55.0 -55.0 0.0 PointMembInterface40 55.0 -55.0 0.0 PointMembInterface41 55.0 55.0 0.0 PointMembInterface42 -55.0 55.0 0.0
ボディの作成
このステップでは、PTdSFモデルに膜とボールのボディを作成します。
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以下のいずれかの方法で、Add Body or BodyPairダイアログを開きます:
- Project BrowserのModelを右クリックして を選択します。
- Model-Referenceツールバーで、
(Body)アイコンを右クリックします。
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ダイアログで、LabelにMembraneと入力します。デフォルトの変数名を受諾し、OKをクリックします。
注: 本チュートリアルにおいてこれ以降、残りの変数についてはすべてデフォルトの名称を受諾します。
- PropertiesタブでFlex Body (CMS)チェックボックスをクリックします。
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(Graphic fileブラウザ)アイコンをクリックし、<作業ディレクトリ>からmembrane.h3dを選択します。
- ステップ1を繰り返します。ダイアログで、LabelにBallと入力します。
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Propertiesタブで、表 2に与えられている情報を指定します。
表 2. Mass Ixx Iyy Izz Ixy Iyz Izx 1 4000.0 4000.0 4000.0 0.0 0.0 0.0 - CM ConnectivityタブでUse center of mass coordinate systemチェックボックスをクリックします。
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をダブルクリックします。
- Select a Pointダイアログで、BallCMを選択し、OKをクリックします。軸のプロパティについては、デフォルトの設定を受諾します。
- Initial ConditionsタブでTranslational velocityの下のVxとVyボックスにチェックマークを入れます。
- それぞれのテキスト欄に、値1を入力します。
マーカーと可変形サーフェスの作成
このステップでは、膜に必要なマーカーを定義します。
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generalツールバーで
をクリックします。
図 1.
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パネル内で、
をダブルクリックします。
- ダイアログでMembraneを選択し、OKをクリックします。
-
をダブルクリックします。
- ダイアログでModelを選択し、OKをクリックします。
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続いてFEMファイルを選択するために、
(ファイルブラウザ)アイコンをクリックします。
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作業ディレクトリからmembrane.femファイルを選択し、OKをクリックします。
図 2.
- Generate Surfaceをクリックします。
ジョイントの作成
このステップでは、膜とグラウンドとの間の4つの固定ジョイントを定義します。
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以下のいずれかの方法で、Add Joint or JointPairダイアログを開きます:
- Project BrowserのModelを右クリックして を選択します。
- Model-Constraintsツールバーで、
(Joints)アイコンを右クリックします。
- ダイアログで、LabelにJoint 1と入力します。
- TypeにFixed Jointを選択し、OKをクリックします。
-
Jointパネル内で、Connectivityタブを設定します。
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をダブルクリックします。
- ダイアログでMembraneを選択し、OKをクリックします。
-
をダブルクリックします。
- ダイアログでGround Bodyを選択し、OKをクリックします。
-
をダブルクリックします。
- ダイアログでPointMembInterface39を選択し、OKをクリックします。
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表 3に指定したスペックを使用し、手順1から4までを繰り返します。
表 3. ラベル Joint Type Body 1 Body 2 Point Joint 2 固定ジョイント Membrane Ground Body PointMembInterface40 Joint 3 固定ジョイント Membrane Ground Body PointMembInterface41 Joint 4 固定ジョイント Membrane Ground Body PointMembInterface42
PTdSFジョイントの作成
このステップでは、アドバンストジョイントとしてPTdSF(点-可変形サーフェス)ジョイントを定義します。
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以下のいずれかの方法で、Add AdvJointダイアログを開きます:
- Project BrowserのModelを右クリックして を選択します。
- Model-Constraintツールバーで、
(Advanced Joint)アイコンを右クリックします。
- ダイアログで、LabelにAdvancedJoint 0と入力します。デフォルトの識別子を受諾します。
- TypeドロップダウンメニューからPointToDeformableSurface Jointをクリックします。
- OKをクリックします。
-
パネル内で、Connectivityタブを設定します。
-
をダブルクリックし、Ballを選択します。
- OKをクリックします。
-
にBallCMを選択し、OKをクリックします。
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にDeformableSurface 1を選択し、OKをクリックします。
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グラフィックスの作成
このステップでは、ボールにグラフィックを作成します。
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以下のいずれかの方法で、Add Graphics or GraphicPairダイアログを開きます:
- Project BrowserのModelを右クリックして を選択します。
- Model-Referenceツールバーで、
(Graphics)アイコンを右クリックします。
- ダイアログで、LabelにBallと入力します。
- TypeドロップダウンメニューからSphereを選択します。続いて、OKをクリックします。
-
Connectivityタブで、
をダブルクリックします。
- ダイアログでBallを選択し、OKをクリックします。
-
をダブルクリックします。
- ダイアログでBallCMを選択し、OKをクリックします。
- Propertiesタブで、Radiusの下に1.0と入力します。
- Visualizationタブで、グラフィックの色を選択します。
節点の検索
このステップでは、Bodies Panelに戻り、膜上の節点を探します。
- Project Browserで、Membraneボディをクリックします。
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Referenceツールバーで、
(Bodies)アイコンをクリックします。
- パネルで、Nodesボタンをクリックします。
- Nodesダイアログで、Only search interface nodesボックスを非選択にします。
- Find All ボタンをクリックします。
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ダイアログを閉じます。
モデルは、図 3で示すとおりになるはずです。
図 3.
モデルの実行
このステップでは、PTdSFジョイントの制約を伴うモデルを実行します。
重要: この種の拘束は、接触のポイントがカーブについて指定されたデータ範囲内に留まるとは限りません。この要件を満たすためには、端部における追加の力をユーザーが定義する必要があります。接触ポイントがこのサーフェスについて指定されたデータ範囲に収まっていない場合、(これを満足するよう追加のフォースが定義されない限り)ソルバーはエラーを発します。そのような場合は、ボールの初期速度を変更するか、もしくはサーフェスについて指定されたデータ範囲を大きくする、もしくは、より短いタイムインターバルでシミュレーションを実行する必要があります。
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ツールバーで、
(Run)をクリックします。
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Runパネルで、図 4にリストされている値を指定します。
図 4.
- Save and run current modelラジオボタンをクリックします。
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(ブラウザアイコン)をクリックし、ファイル名をresult.xmlと指定します。
- Saveをクリックします。
- Simulation Settings ボタンをクリックします。
- Simulation Settingsダイアログ内で、Transientタブをクリックします。
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Maximum step sizeを0.001に指定します(ソリューションはデフォルトのステップサイズである0.01では収束しないため)。
図 5.
- Closeをクリックします。
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(Check Model)ボタンをクリックし、モデルのエラーを確認します。
- ソルバーを起動するために、Runボタンをクリックします。
結果の表示
このステップでは、アニメーションを確認し、ボールの重心のZ位置をプロットします。
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ソルバーがジョブを完了すると、Animateボタンがアクティブになります。Animateをクリックします。
(Start/Pause Animation)ボタンをクリックし、アニメーションを見ます。
膜とボールの変位のプロファイルにも注目する必要があります。そのためには、ボールの重心のZ位置をプロットします。
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(Add Page)アイコンをクリックします。
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アプリケーション選択ドロップダウンメニューを使って、クライアントをMotionView
から HyperGraph 2D
に切り替えます。
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Curvesツールバーから
(Build Plotsl)アイコンをクリックします。
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(ブラウザアイコン)をクリックし、result.abfファイルを読み込みます。
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Plotパネルを図 6に示すとおり設定します。
図 6.
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Applyをクリックします。
Z変位のプロファイルは、図 7に示すようになっているはずです。
図 7.