OS-T：1960 ポイント-可変形曲線ジョイント定義

本チュートリアルでは、フックとフレキシブルなケーブルのマルチボディ動的解析（シミュレーションタイプ： 時刻歴応答解析）がOptiStructを用いて実行されます。

開始する前に、このチュートリアルで使用するファイルを作業ディレクトリにコピーします。
まず、既存の有限要素モデルがHyperMeshに読み込まれます。残りの設定（ジョイントの作成、荷重定義など）は、HyperMeshで実施します。フレキシブルケーブルモデルの大変形のポスト処理にはHyperViewが用いられます。

rd4060_hook
図 1. ケーブル上のフックの回転
JOINTS（固定、PTDCV）、PFBODY、 PRBODY、MBDCRVとマルチボディ動的サブケースの生成方法について学びます。

rd4060_HM_model
図 2. HyperMeshでのモデル

フレキシブルケーブルは50の異なるCBAR要素（PFBODY）からなり、このフレキシブルボディの端部は固定ジョイントを用いて 地面（GROUND）に結合されています。

フック（PRBODY）は外部グラフィックでフレキシブルケーブルに PTDCVジョイントで結合されています。

HyperMeshの起動とOptiStructユーザープロファイルの設定

  1. HyperMeshを起動します。
    User Profilesダイアログが現れます。
  2. OptiStructを選択し、OKをクリックします。
    これで、ユーザープロファイルが読み込まれます。ユーザープロファイルには、適切なテンプレート、マクロメニュー、インポートリーダーが含まれており、OptiStructモデルの生成に関連したもののみにHyperMeshの機能を絞っています。

モデルのオープン

  1. File > Open > Modelをクリックします。
  2. 自身の作業ディレクトリに保存したflex_cable.hmファイルを選択します。
  3. Openをクリックします。
    flex_cable.hmデータベースが現在のHyperMeshセッションに読み込まれます。

モデルのセットアップ

剛体（PRBODY）の生成

  1. Analysisページからパネルbodiesをクリックします。
  2. createサブパネルを選択します。
  3. body=欄にHookと入力します。
  4. type=をクリックしPRBODYを選択します。
  5. プロパティセレクターを使って、<uicontrol>shells</uicontrol>を選択します。
  6. nodesをダブルクリックし、by idを選択して14399と入力します。
  7. createをクリックします。
  8. returnをクリックします。

弾性体（PFBODY）の生成

PFBODY は、マルチボディシミュレーションのための弾性体定義です。PFBODYは剛体を、有限要素のプロパティ、要素、節点のリストとは別に 定義します。
  1. Analysisページからパネルbodiesをクリックします。
  2. createサブパネルを選択します。
  3. body=欄にCableと入力します。
  4. type=をクリックし、PFBODYを選択します。
  5. プロパティセレクターを使って、<uicontrol>shells</uicontrol>を選択します。
  6. nodesをダブルクリックし、by idを選択して1, 2と入力します。
  7. CMS MethodをCraig-Bamptonに設定します。
  8. frequency upper boundがupper bound defaultに設定されていることを確認します。
  9. number of modesをnmodes=に設定し、15と入力します。


    図 3.
  10. createをクリックします。
  11. returnをクリックします。

地面のボディ（GROUND）の生成

注: 地面のボディを定義する際に、プロパティの選択は必要とされません。
  1. Analysisページからパネルbodiesをクリックします。
  2. createサブパネルを選択します。
  3. body=欄にGroundと入力します。
  4. type=をクリックしGROUNDを選択します。
  5. nodesをダブルクリックし、by idを選択して14397, 14398と入力します。
  6. createをクリックします。

可変形曲線の定義

  1. Modelブラウザで右クリックしてCreate > Setを選択します。
    デフォルトのセットテンプレートがエンティティエディターに表示されます。
  2. Nameにdeform_curveと入力します。
  3. Card ImageをMBDCRVに設定します。
  4. Set Typeをorderedに設定します。
  5. エンティティIDを選択します。
    1. Entity IDsに、0 Nodes > Nodes.をクリックします。
    2. パネル領域で、by pathをクリックします。
    3. CBAR要素から成るフレキシブルケーブルの２つの単点における節点を選択します。
      ケーブル上の全ての節点が自動的に選択されます。
    4. proceedをクリックします。

OS_1960_01
図 4.

ジョイントの作成

ここでは、PTDCVジョイントを含む全ての必要なジョイントを作成します。

モデルには３つのジョイントが必要です。２つのケーブルと地面の間の固定ジョイントとフックのケーブルの間のPTDCRVです。
  1. コンポーネントjointsを作成します。
    1. Modelブラウザで右クリックしコンテキストメニューからCreate > Componentを選択します。
      デフォルトのコンポーネントテンプレートがエンティティエディターに表示されます。
    2. Nameにjointsと入力します。
  2. メニューバーからJointsをクリックします。
    Jointsパネルが開きます。
  3. ケーブルの一端と地面との間に固定ジョイントを作成します。
    1. joint typeをfixedに設定します。
    2. first terminalとしてnode ID 1を、second terminalとしてnode ID 14397を選択します。
      ヒント: 節点1と14397は一致しています。optionsパネル> graphicsサブパネルで重複節点をピックすることで、それら重複節点をモデリングウィンドウで選択します。
    3. createをクリックします。
  4. ケーブルの他端と地面との間に固定ジョイントを作成します。
    1. joint typeをfixedに設定します。
    2. first terminalとしてnode ID 2を、second terminalとしてnode ID 14398を選択します。
    3. createをクリックします。
  5. PTDCVジョイントを作成します。
    1. joint typeをptdcvに設定します。
    2. first terminalとしてnode ID 14399を選択します。
    3. set=をクリックしdeform_curveを選択します。
      deform_curveエンティティセットがMBDCRVとして定義されます。
    4. createをクリックします。

    os_1960_05
    図 5.
  6. returnをクリックします。

荷重コレクターの作成

モデルに与える重力荷重とマルチボディシミュレーション用パラメータを指定するためのMBSIMバルクデータカードをこの演習で作成します。

  1. Modelブラウザで右クリックしコンテキストメニューからCreate > Load Collectorを選択します。
    デフォルトの荷重コレクターがエンティティエディターに表示されます。
  2. Nameにgravityと入力します。
  3. Colorをクリックし、カラーパレットから色を選択します。
  4. Card Imageを<uicontrol>MBDCRV</uicontrol>に設定します。
  5. 以下に示す値を入力します。


    図 6.
  6. もう1つの荷重コレクターを作成します。
    1. NameにSIMと入力します。
    2. Card Imageに、MBSIMを選択します。
    3. 以下に示す値を入力します。


      図 7.

荷重ステップの作成

  1. Modelブラウザで右クリックしコンテキストメニューからCreate > Load Stepを選択します。
  2. NameにDynamicと入力します。
  3. Analysis typeを<uicontrol>Linear Static</uicontrol>に設定します。
  4. MLOADを定義します。
    1. MLOADに、Unspecified > Loadcolをクリックします。
    2. Select Loadcolダイアログでgravityを選択し、OKをクリックします。
  5. MBSIMを定義します。
    1. MBSIMに、Unspecified > Loadcolをクリックします。
    2. Select LoadcolダイアログでSIMを選択し、OKをクリックします。

Submit the Job

  1. From the Analysis page, click the OptiStruct panel.

    OS_1000_13_17
    図 8. Accessing the OptiStruct Panel
  2. Click save as.
  3. In the Save As dialog, specify location to write the OptiStruct model file and enter flex_cable for filename.
    For OptiStruct input decks, .fem is the recommended extension.
  4. Click Save.
    The input file field displays the filename and location specified in the Save As dialog.
  5. Set the export options toggle to all.
  6. Set the run options toggle to analysis.
  7. Set the memory options toggle to memory default.
  8. Click OptiStruct to launch the OptiStruct job.
If the job is successful, new results files should be in the directory where the flex_cable.fem was written. The flex_cable.out file is a good place to look for error messages that could help debug the input deck if any errors are present.
The default files written to the directory are:
flex_cable.html
HTML report of the analysis, providing a summary of the problem formulation and the analysis results.
flex_cable.out
OptiStruct output file containing specific information on the file setup, the setup of your optimization problem, estimates for the amount of RAM and disk space required for the run, information for each of the optimization iterations, and compute time information. Review this file for warnings and errors.
flex_cable.h3d
HyperView binary results file.
flex_cable.res
HyperMesh binary results file.
flex_cable.stat
Summary, providing CPU information for each step during analysis process.

結果の表示

このステップでは、HyperMeshのOptiStructパネルで起動するHyperView内で結果を可視化します。

HyperViewは有限要素解析（FEA）、マルチボディシステムシミュレーション、ビデオと工学データのための完全なポストプロセッシングと表示の環境です。

  1. AnalysisページのOptiStructパネルから、をクリックします。

    Load modelとLoad resultsの右側入力欄にflex_cable.h3dのパスとファイル名が表示されます。これは、.h3dフォーマットにはモデルと結果データの両方が含まれているためです。

    モデルと結果は現在のHyperViewウィンドウに読み込まれます。

  2. <uicontrol>Axis</uicontrol>ツールバーアイコンresultsContour-16をクリックします。
  3. Results type:の下で、Displacement(v)を選択します。
  4. Applyをクリックします。
  5. playback controlsの横のパネル内にあるAnimation Controlsを使ってアニメーションを開始 / 停止します。

    animation_toolbar
    図 9.
    1. Animate ModeがanimationTransient-24（Transient）にセットされていることを確認します。
    2. Start/Pause Animationアイコンをクリックし、アニメーションを開始します。
    3. アニメーションの再生中に、一番下のスライダを使って、アニメーションのスピードをコントロールします。
    4. Start/Pause Animationアイコンを再度クリックし、アニメーションを停止します。