MV-1029:点-可変形サーフェスフォース(PTdSF)のモデル化
本チュートリアルでは、接触力を伴う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フォースモデルに必要な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、座標値を、X = 0.0、Y = 0.0、Z = 50.0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フォース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Plate.h3dを選択します。
- ステップ表 2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 40000.0 40000.0 40000.0 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。
- 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。
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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Deformable Surface from FEMパネルで
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。
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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.
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Generate Surfaceをクリックします。
マーカーと可変形サーフェスが作成されます。
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。
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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。
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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
接触の作成
ここで、可変形膜とボールの間の接触力を定義します。
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以下のいずれかの方法で、Add Contact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-Forceツールバーで、
(Contacts)アイコンを右クリックします。
- ダイアログで、LabelにContact 0と入力します。
- TypeドロップダウンメニューからPointToDeformableSurfaceContactを選択します。続いて、OKをクリックします。
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Contact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、Ballを選択します。続いて、OKをクリックします。
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をダブルクリックし、BallCMを選択します。続いて、OKをクリックします。
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をダブルクリックし、DeformableSurface 1を選択します。続いて、OKをクリックします。
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Propertiesタブをクリックします。
- Radiusに10と入力します。
- Stiffnessに1000と入力します。
- Dampingに0.2と入力します。
- Flip normal のチェックボックスを非選択にします。
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10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
- 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。
- 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ようになるはずです。
図 3.
- モデルをptdsf_contact.mdlとして保存します。
モデルの実行
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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、ソルバーファイルの名称をresult.xmlと指定します。
- Save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。
- ソルバーが完了したら、Closeでソルバーウィンドウを閉じ、Clearでメッセージログを閉じます。
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位置およびこの弾性接触について貫通の距離をプロットします。
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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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MotionViewに戻り、Runパネルで、Plotボタンをクリックします。
これでHyperGraphウィンドウが開き、結果ファイルを読み込みます。
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パネル内で、プロットについて、図 5に示す選択を行います:
図 5.
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Applyをクリックします。
ボールのZ変位のプロファイルは、図 6に示すようになっているはずです。
図 6.
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をクリックし、セッションに新規ページを追加します。
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パネル内で、プロットについてオプションを、図 7に示すとおり選択します。
図 7.
時間の関数としての貫通のプロファイルは、図 8に示すとおりとなっているはずです:図 8.