SS-T: 1075 複合材

目的
SimSolidは、簡略化されていない形状を使用したパートとアセンブリに対して機能するメッシュレス構造解析を実行しますが、ジオメトリの不完全性に寛容で、数秒から数分で実行を完了します。このチュートリアルでは次の操作を実行します：
  • SimSolidで、ラミネートシートを作成する方法を確認します。
    注: バージョン2024.1では、平面パートのみで直交異方性材料のラミネートをサポートしています。
モデルの説明
このチュートリアルには以下のモデルファイルが必要です。
  • WingPanel.x_b

図1は、このチュートリアルで使用する翼パネルのモデルです。翼パネルのリブはCADサーフェスとしてインポートされます。このチュートリアルでは、翼パネルのリブ用のラミネートを作成します。

図 1.


スキンのインポートの有効化

  1. 新しいSimSolidセッションを開始します。
  2. Settings > Geometry Import settingsに移動します。
  3. ResolutionをFineに設定します。
  4. まだ有効になっていなければ、Import skins オプションを有効にします。
  5. OKを選択します。

ジオメトリのインポート

  1. 新しいSimSolidセッションを開きます。
  2. Import from file をクリックします。
  3. Open geometry filesダイアログで、WingPanel.x_bを選択します。
  4. Openを選択します。
    モデリングウィンドウにアセンブリが読み込まれます。

CADアセンブリのレビュー

  1. Projectツリーでアセンブリを右クリックし、Infoを選択します。
    アセンブリ情報ダイアログが開き、17のスキンパートが表示されます。
  2. 17のスキンパートを隔離表示するには、アセンブリを右クリックしてShow > Skinsを選択します。
    図 2.


直交異方性材料の作成

  1. メインメニューで、SettingsMaterial databaseをクリックします。
  2. View materials fromがMaterial databaseに設定されていることを確認します。
  3. Generic Materialsを右クリックして、コンテキストメニューでAdd materialを選択します。
  4. 図に示すように材料名と値を入力します。
    図 3.


  5. Applyを選択します。
  6. Saveを選択します。

大型リブ用ラミネートの作成

  1. Assemblyワークベンチで、Create Laminate をクリックします。
  2. Create laminateダイアログでスキンを追加するには、ProjectツリーまたはモデリングウィンドウのRibs1からパートを1つ選択します。
  3. 選択したリブのすべてのインスタンスを追加するには、Include all instancesチェックボックスを選択します。
  4. Stack direction用に、ドロップダウンからBottomを選択します。
    Top
    基準面から外に向かってプライを積み重ねます。
    Bottom
    Topと同じですが、方向が逆になります。
  5. Reference material orientationの下にあるEditをクリックします。
    1. x軸が[0,0,-1]、y軸が[0,-1,0]に設定されていることを確認してください。
      注: SimSolidは、選択されたスキンに基づいて軸を自動的に選択します。参照材料方向は、手動で選択することも、グローバル座標系またはローカル座標系からコピーすることもできます。選択した座標系は、Z軸が選択したスキンの法線方向になるようにします。
    2. OKを選択します。
  6. プライを追加するには、ply stackセクションでAdd plyをクリックします。
  7. Ply 1の板厚を 0.75mmに変更します。
    注: ply stackセクションの各フィールドは、それぞれのフィールドをダブルクリックすることで編集可能になります。
  8. Select Materialをクリックして材料を適用します。
  9. Apply material to Laminate pliesダイアログでMaterial databaseラジオボタンを選択します。
  10. リストからCompositeを選択し、Apply materialをクリックします。
  11. Orientationを0度に設定します。
  12. 追加のプライを作成します。
    1. Ply 2を追加するには、Add plyをクリックします。板厚には0.75mmを入力し、ステップ8、9、10を繰り返してCompositeの材料を設定します。
    2. Orientationを90度に設定します。
    3. Ply 1とPly 2を選択し、コピー＆ペーストして、同じ特性を持つプライをスタックに追加します。
  13. コピーしたプライの名前をPly 3、Ply 4に変更します。
  14. ダイアログの下部に表示されるスタックの総厚みとおおよそのスタック質量を確認してください。
  15. OK をクリックしてラミネートを作成します。
図 4.


小型リブ用ラミネートの作成

  1. Assemblyワークベンチで、Create Laminate をクリックします。
  2. Create laminateダイアログでスキンを追加するには、ProjectツリーまたはモデリングウィンドウのRibs2からパートを1つ選択します。
  3. 選択したリブのすべてのインスタンスを追加するには、Include all instancesチェックボックスを選択します。
  4. Reference material orientationの下にあるEditをクリックします。
    1. x軸が[0,0,-1]、y軸が[0,-1,0]に設定されていることを確認してください。
      注: SimSolidは、選択されたスキンに基づいて軸を自動的に選択します。参照材料方向は、手動で選択することも、グローバル座標系またはローカル座標系からコピーすることもできます。選択した座標系は、Z軸が選択したスキンの法線方向になるようにします。
    2. OKを選択します。
  5. Stack direction用に、ドロップダウンからBottomを選択します。
    Top
    基準面から外に向かってプライを積み重ねます。
    Bottom
    Topと同じですが、方向が逆になります。
  6. プライを追加するには、ply stackセクションでAdd plyをクリックします。
  7. Ply 1の板厚を 0.4mmに変更します。
    注: ply stackセクションの各フィールドは、それぞれのフィールドをダブルクリックすることで編集可能になります。
  8. Select Materialをクリックして材料を適用します。
  9. Apply material to Laminate pliesダイアログでMaterial databaseラジオボタンを選択します。
  10. リストからCompositeを選択し、Apply materialをクリックします。
  11. Orientationを45度に設定します。
  12. 追加のプライを作成します。
    1. Ply 2を追加するには、Add plyをクリックします。板厚には0.6mmを入力し、ステップ8、9、10を繰り返してCompositeの材料を設定します。
    2. Ply 1とPly 2を選択し、コピー＆ペーストして、同じ特性を持つプライをスタックに追加します。
  13. コピーしたプライの名前をPly 3、Ply 4に変更します。
  14. プライの順番を変更するには、Ply 4を選択し、上矢印で位置変更する、またはドラッグ＆ドロップで変更する位置に移動させます。
  15. ダイアログの下部に表示されるスタックの総厚みとおおよそのスタック質量を確認してください。
  16. OK をクリックしてラミネートを作成します。
図 5.


ラミネートと結合

  1. Projectツリーでアセンブリを展開します。スキンは現在、ラミネートとして識別されています。laminateフォルダーを展開して、プライとその特性を表示します。
  2. ProjectツリーでConnections > Precise connectionsを拡張表示します。
    注: ラミネートのプライ間に正確な接続が自動的に作成されます。

残りのパートへの材料の適用

  1. Projectツリーでアセンブリを右クリックし、Show ➔ Parts without materialを選択します。
    材料のないパートはモデリングウィンドウで隔離表示されます。
  2. モデリングウィンドウをクリック＆ドラッグしてパートを選択します。
  3. Assemblyワークベンチで、Apply materials をクリックします。
  4. Current projectのラジオボタンが選択されていることを確認してください。
  5. Aluminumを選択し、Apply to selected partsをクリックします。
  6. Closeを選択します。
  7. Aを押すと、モデリングウィンドウの全てのパートが表示されます。

結合の作成

  1. Connectionsワークベンチで、Automatic connections をクリックします。
  2. デフォルトのGap、Penetrationのトレランスを 1mmに設定します。
  3. 解像度が Normalに設定されていることを確認してください。
  4. OKをクリックして結合を作成します。

構造解析の作成

  1. メインウィンドウのツールバーで、Structural Analysis > Structural Linearをクリックします。
  2. Analysisワークベンチで、Immovable Support をクリックします。
  3. ダイアログで、Facesラジオボタンが選択されていることを確認します。
  4. モデリングウィンドウで、スキンの4辺から面を選択します。
    図 6.


  5. OKを選択します。
  6. Analysisワークベンチで、Gravity をクリックします。
  7. Load vector directionsを[0,-1,0]に、Amplification factorを5に設定します。
  8. OKを選択します。

ソリューション設定の編集

  1. ProjectツリーのAnalysisブランチでSolution settings: for Structural 1をダブルクリックします。
  2. Solution settingsダイアログの、AdaptationのドロップダウンメニューでGlobal+Localを選択します。
  3. OKを選択します。

解析の実行

  1. ProjectツリーでAnalysisワークベンチを開きます。
  2. Solveをクリックします。
SimSolidによって、Design study 1の解析が実行されます。終了すると、各解析のResultsブランチがProjectツリーに表示されます。

結果の表示

  1. Projectツリーで、Structural 1サブケースを選択します。
  2. Analysisワークベンチツールバーで、Results plot をクリックします。
  3. Displacement Magnitudeを選択します。