OS-SL-T:1030 モーダル法によるプリロード周波数応答解析
チュートリアルレベル:中級本チュートリアルでは、ディファレンシャルハウジングモデルのモーダル周波数応答解析を、ボルトのプリテンションの影響をプリロードとして含めて解く方法を説明します。
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。
以下の演習が含まれます:
- SimLabでの問題のセットアップ
- 荷重と境界条件の適用
- ジョブの実行
- 結果の確認
- グラフのプロット
SimLabの起動
SimLabを起動します。
モデルの読み込み
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menu barで をクリックします。
Import Fileダイアログが開きます。
- Differential_Housing.zipファイルから自身の作業ディレクトリに保存したDifferential_Housing.gdaファイルを開きます。
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Openをクリックします。
Differential_Housing.gdaファイルが現在のSimLabデータベースに読み込まれます。
問題のセットアップ
アセンブリにソリッドボルトを作成
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menu barで をクリックします。
Bolt Modeling Ribbonが開きます。
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Bolt Modelingリボンの3D
Boltグループから、Create Boltツールをクリックします。
Create Solid Boltダイアログが開きます。
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Create Solid Boltダイアログで、以下のように値を入力します。
図 1. ボルトのパラメータ
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InputのWasher faceに、modeling window内のCoverボディのディスクフェイス群を選択します。
図 2. Washer FaceにCoverボディのディスクフェイス群を選択
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InputのThread faceに、内のCarrierボディの円筒状フェイス群を選択します。
図 3. Thread faceにCarrierボディの円筒状フェイス群を選択
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D2 based on D3で、Shrinkageの値を0に設定し、OKをクリックします。
10個のソリッドボルトが作成されます。
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Model BrowserのAssemblyタブで10個のソリッドボルトを選択し、modeling windowを右クリックしてcontext menuからMergeを選択します。
Model BrowserのAssemblyタブで、ボルト群が1つのボルトに統合されます。
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アセンブリの統合
- Model BrowserのAssemblyタブで、Merged_Model.gdaとDifferential_Housing.gdaアセンブリを選択します。
- Geometryリボンで、Modelグループのラベルの横にある三角形をクリックし、context menuからMerge Modelsを選択します。
すべてのボディが1つのアセンブリの下に統合されます。
解析の作成
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SolutionsリボンのPhysicsグループから、Structuralツールをクリックします。
Create Solutionダイアログが開きます。
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Create Solutionダイアログで、以下のオプションを定義します。
ボディへのプロパティの割り当て
本ステップでは、CarrierボディとCoverボディの両方にCast Ironプロパティを、BoltsにSteelプロパティを割り当てます。
SimLabにはデフォルトの材料が定義されているため、材料を定義する必要はありません。
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AnalysisリボンのPropertyグループから、Propertyツールをクリックします。
Analysis Propertyダイアログが開きます。
- modeling windowから、Carrierボディを選択します。
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Analysis Propertyダイアログで、以下のように値を入力し、をクリックします。
図 5. Carrierボディのプロパティ
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Coverボディのプロパティを作成します。
- modeling windowから、Coverボディを選択します。
- Analysis Propertyダイアログで、以下のように値を入力し、をクリックします。
図 6. Coverボディのプロパティ
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Boltsのプロパティを作成します。
- modeling windowから、Boltsを選択します。
- Analysis Propertyダイアログで、以下のように値を入力し、をクリックします。
図 7. Boltsのプロパティ
荷重と境界条件の適用
最初の荷重ケースは、ボルトにプリテンションをかけ、キャリアボディの端部に拘束を定義した非線形静解析です。2つ目の荷重ケースは、カバーボディの内側面に圧力荷重をかけ、その圧力荷重を利用して加振荷重を発生させるモーダル法による周波数応答解析です。1つ目の荷重ケースでのボルトのプリテンションの効果は、2つ目の荷重ケースにも含まれています。接触は、モデルの各パート間に生成されます。
荷重ケースの作成
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Model BrowserのSolutionsタブでMFreq_with_Pretensionを右クリックし、context menuからDefine
using Load caseを選択します。
LoadCase1が作成されます。
- LoadCase1を右クリックし、context menuからRenameを選択してPretension_Caseと入力します。
- Pretension_Case荷重ケースの下でType: Linear Staticを右クリックし、context menuから を選択します。
プリテンション荷重の生成
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menu barで をクリックします。
Bolt Modeling Ribbonが開きます。
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Bolt Modelingリボンの3D
Boltグループから、Solid Pretensionツールをクリックします。
Create Solid Pretensionダイアログが開きます。
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Create Solid Pretensionダイアログで、以下のように値を入力します。
図 8. BoltsにSolid Pretensionを作成
- modeling windowでボルトボディを選択し、Create Solid Pretensionダイアログ内のOKをクリックします。
拘束の作成
- AnalysisリボンのLoads and Constraintsグループから、Constraintsツールをクリックします。
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2次ツールセットからFixedツールをクリックします。
Fixed Constraintダイアログが開きます。
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Fixed Constraintダイアログで、以下のように値を入力します。
図 9. 固定された拘束
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modeling windowでCarrierボディの円筒状のフェイスを選択し、Fixed ConstraintダイアログでOKをクリックします。
図 10. 固定された拘束のフェイスの選択
荷重ケースパラメータの定義
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Model BrowserのSolutionsタブでPretension_Case荷重ケースを右クリックし、context menuからLoadcase Parametersを選択します。
Loadcase Parametersダイアログが開きます。
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Loadcase Parametersダイアログで、以下のように値を入力し、OKをクリックします。
図 11. 非線形解析の荷重ケースのパラメータ
周波数応答解析の荷重ケースの定義
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Model BrowserのSolutionsタブでLoadCaseを右クリックし、context menuからCreate
Loadcaseを選択します。
LoadCase2が線形静解析で作成されます。
- LoadCase2を右クリックし、context menuからRenameを選択してPreloaded_MFreqと入力します。
- Preloaded_MFreq荷重ケースの下でType: Linear Staticを右クリックし、context menuから を選択します。
圧力荷重のフェイスグループの作成
カバーボディの内側の面に圧力荷重をかけるには、複数のフェイスを選択する必要があります。
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modeling windowで、カバーボディのフェイス群を選択します。
図 12. フェイスの選択
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modeling windowを右クリックしcontext menuからSelect Adjacent Layersを選択します。
Select Adjacent Layersダイアログが開きます。
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Select Adjacent Layersダイアログで、でCreate groupチェックボックスを有効にし、名称としてPressure Facesと入力します。
図 13. フェイスのグループの作成
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modeling windowでリミットフェイスを選択し、Select Adjacent LayersダイアログでApplyをクリックします。
図 14. リミットフェイスの選択
圧力荷重の生成
- AnalysisリボンのLoads and Constraintsグループから、Loadsツールをクリックします。
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2次ツールセットからPressureツールをクリックします。
Pressureダイアログが開きます。
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Pressureダイアログで、以下のように値を入力します。
図 15. 圧力荷重の入力
- Model BrowserのGroupタブで、Pressure_Facesグループを選択し、 Pressureダイアログ内のOKをクリックします。
加振荷重の生成
- AnalysisリボンのLoads and Constraintsグループから、Loadsツールをクリックします。
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2次ツールセットからExcitationツールをクリックします。
Excitation Loadダイアログが開きます。
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Excitation Loadダイアログで、Amplitudeテーブルの横にあるCreateをクリックします。
Create Tableダイアログが開きます。
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Create Tableダイアログで、Loading TyperにFrequency-Amplitudeを選択し、以下のように値を入力してOKをクリックします。
図 16. 加振荷重のAmplitude Tableを定義
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Excitation Loadダイアログで、以下のように値を入力し、OKをクリックします。
定義されたPressure_Loadは、自動的に加振荷重として設定されます。
図 17. 加振荷重の入力
固定された拘束の追加
Model BrowserのSolutionsタブのPretension_Case荷重ケースの下で、Carrier_Fixed拘束を右クリックし、context menuからAdd to
Current Loadcaseを選択します。
荷重ケースのパラメータと出力リクエストの定義
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Model BrowserのSolutionsタブでPreloaded_MFreq荷重ケースを右クリックし、context menuからLoadcase Parametersを選択します。
Loadcase Parametersダイアログが開きます。
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Loadcase Parametersダイアログで、以下のように値を入力し、OKをクリックします。
図 18. 周波数応答解析の荷重ケースのパラメータ
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Preloaded_MFreq荷重ケースを右クリックし、context menuからResult Requestを選択します。
Result Requestダイアログが開きます。
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Result Requestダイアログで、以下のように値を入力し、OKをクリックします。
図 19. 周波数応答解析のための出力リクエスト
接触の作成
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AnalysisリボンのLoads and
Constraintsグループから、Contactツールをクリックします。
Define Contactダイアログが開きます。
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Cover_Bolts接触を作成します。
- Define Contactダイアログで、以下のように値を入力します。
- modeling windowで、Main bodyにCoverを、Secondary bodyにBoltsを選択します。
- Define Contactダイアログで、Applyをクリックします。
図 20. CoverとBolts間の接触
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Carrier_Bolts接触を作成します。
- Define Contactダイアログで、以下のように値を入力します。
- modeling windowで、Main bodyにCarrierを、Secondary bodyにBoltsを選択します。
- Define Contactダイアログで、Applyをクリックします。
図 21. CarrierとBolts間の接触
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Cover_Carrier接触を作成します。
- Define Contactダイアログで、以下のように値を入力します。
- modeling windowで、Main bodyにCoverを、Secondary bodyにCarrierを選択します。
- Define Contactダイアログで、OKをクリックします。
この接触は、CarrierボディとCoverボディが重ならないように作られます。図 22. CoverとCarrier間の接触
解析と結果の確認
解析の実行
modeling windowのSolutionsタブでResultsを右クリックし、context menuからUpdateを選択します。
解析の実行が始まります。
結果の解釈
モデルの設定どおりに正常に計算されると、その結果が自動的に入力モデルに追加されます。
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ResultsパネルでLoad Caseを変更し、Preloaded_MFreq loadcase荷重ケースの結果を確認します。
Simulation of Resultsパネルは、結果が計算されたすべての周波数を一覧表示します。
図 23. 荷重ケースの変更
- Resultsパネルを使用して、結果コンポーネントを変更します。

グラフのプロット
本ステップでは、Preloaded_MFreqサブケースの異なる周波数における結果の変位のグラフをプロットします。
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ResultsリボンのResultsグループから、XY Plotツールをクリックします。
X Y Plotダイアログが開きます。
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X Y Plotダイアログで、Data typeをLoadcase/Frequencyに切り替えます。
図 25. データタイプの変更
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X Dataに、Loadcaseをクリックします。
Loadcaseダイアログが開きます。
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LoadcaseダイアログでSubcase2 (Preloaded_MFreq)チェックボックスを有効にし、OKをクリックします。
図 26. グラフをプロットするためにサブケースを選択
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modeling windowでモデルから任意の節点を選択し、X Y PlotダイアログでPlotをクリックします。
図 27. グラフ例