HL-T：1090 FRF応力と荷重対周波数のパワースペクトル密度（入力PSD）を使用したランダム疲労解析

本チュートリアルでは、以下のことを行います：
  • モデルをHyperLifeにインポートする
  • FE結果ファイルに要素応力のある周波数応答関数（FRF）サブケースが含まれていることを確認する
  • ランダム（FRFによる入力PSD）荷重タイプのSNモジュールを選択し、必要なパラメータを定義する
  • 材料を作成して割り当てる
  • 入力PSDを使用してランダム疲労イベントを作成する
  • 結果を評価して表示する
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。

モデルの読み込み

  1. HomeツールのFilesツールグループから、Open Modelツールをクリックします。


    Figure 1.
  2. Load model and resultダイアログから、モデルファイルを参照してHL-1090\Antenna_Vibration_Fatigue.h3dを選択します。
    Load Result欄に自動的に入力されます。このチュートリアルでは、モデルと結果の両方に同じファイルを使用します。
  3. Applyをクリックします。


    Figure 2.
Tip: WindowsブラウザからHyperLife modeling windowに .h3dファイルをドラッグアンドドロップして、モデルをすばやくインポートします。

FE結果ファイルに要素応力のある周波数応答関数サブケースが含まれていることを確認

  1. Results Browserから、2つ目のドロップダウンメニューをクリックし、Subcase 1 (Load_X)を選択します。
    Results Browser が開かれていない場合は、menu barから、View > Browser をクリックします。


    Figure 3.
  2. View Controlsツールバーからをクリックします。
    Contourパネルが開きます。
  3. panel areaから、最初のResult typeドロップダウンメニューからElement Stresses (2D & 3D) (t) (c)を選択します。
  4. 2つ目のResult typeドロップダウンメニューからXXを選択します。


    Figure 4.
  5. Applyをクリックします。
    モデルのコンターが表示されます。
  6. modeling windowで要素応力プロットを確認します。
  7. Results Browserの2つ目のドロップダウンメニューからSubcase 2 (Load_Y)を選択します。
  8. 更新された要素応力プロットをmodeling windowで確認し、panel areaでClear Contourを選択します。
  9. Contourパネルを終了します。

疲労モジュールの定義

  1. SNツールをクリックします。
    SNツールには、デフォルトの疲労モジュールが選択されているはずです。選択されていない場合は、疲労モジュールアイコンの横にある矢印をクリックし、使用可能なオプションのリストを表示します。


    Figure 5.
    SNダイアログが開きます。
  2. SN構成パラメータを定義します。
    1. 設定方法にUni Axialを選択します。
    2. FEモデルの単位としてMPaを選択します。
    3. 耐久確実性の値として0.5と入力します。
    4. 平均応力補正にNONEを選択します。
      Note: 平均応力補正は、静的サブケースがイベントに追加される場合にのみ適用されます。
    5. レイヤー選択にWorstを選択します。
    6. 荷重タイプにRandom (Input PSD with FRF)を選択します。
      応力の組み合わせとしてフォンミーゼスが自動的に選択されます。
      Note: ランダム疲労でSNモジュールを使用する場合、絶対最大主値はドロップダウンからも入手できます。ENの場合、フォンミーゼス応力の組み合わせのみがサポートされます。
    7. デフォルトのランダム応答値を受け入れます。

      Stress Range Upper Limit（Calculated）：応力範囲の上限を計算します。これは、2*RMS応力*係数として計算されます（デフォルトの係数= 8）。RMS応力はランダム応答サブケースから出力されます。対象となる応力範囲は、上記の計算された応力によって制限されます。計算された値を上回る応力は、ランダム疲労損傷計算では考慮されません。応力範囲の上限は、User Inputオプションを介して直接入力することもできます。

      Stress Range Width（Calculated）：確率を計算する応力範囲の幅を計算します。デフォルトは100で、最初のbinは0.0から始まり計算された幅までとなります。応力範囲の幅は、応力範囲の上限 / Stress Range Width (Calculated)と計算されます。応力範囲の幅は、User Inputオプションを介して直接入力することもできます。



    Figure 6.
  3. ダイアログを終了します。

材料の割り当て

  1. Materialツールをクリックします。


    Figure 7.
    Assign Materialダイアログが開きます。
  2. Plateの横のチェックボックスをアクティブにします。
  3. 材料を選択します。
    1. Material DBタブをクリックします。
    2. Search欄に189と入力し、Enterを押します。
    3. 検索結果から、Steel 1005, HR Sheet, Su = 359.0(189)を右クリックし、context menuからAdd to Assign Material Listを選択します。
  4. Assign Material Dataタブに戻ります。Plate.のMaterialドロップダウンメニューからSteel 1005, HR Sheet, Su = 359.0(189)を選択します。
    Materialリストには、Material DatabaseおよびMy Materialから選択された材料が入力されます。


    Figure 8.
  5. ダイアログを終了します。

ランダム応答イベントの作成

  1. Load Mapツールをクリックします。


    Figure 9.
    Load Mapダイアログが開きます。
  2. ダイアログの上部にあるChannel TypeドロップダウンメニューからInput PSD: Real & Imaginaryを選択します。
  3. PSD対周波数のデータ（FRF応力をスケーリングする入力PSD）を読み込みます。
    1. Choose File欄でをクリックし、psd_X.csv、psd_Y.csv、およびpsd_Z.csvを探して選択します。
    2. をクリックして荷重ケースを追加します。
  4. Optional: をクリックして、荷重のプロットを表示します。
  5. Subcase 1 (Load_X), Subcase 2 (Load_Y)、およびSubcase 3 (Load_Z)を選択します。
  6. ダイアログの下半分で、をクリックしてEvent_1ヘッダーを作成します。
    Subcase 1、Subcase 2、Subcase 3について、考えられる相関がEventの下にリストアップされます。
  7. 3つのpsdファイルを選択し、Eventヘッダーにドラッグ＆ドロップします。
    Note: 空白の相関は計算には考慮されません。
    以下の組み合わせが作成されます：
    • Subcase 1 とpsd_X
    • Subcase 2 とpsd_Y
    • Subcase 3 とpsd_Z
    残りの相関は空欄のままにします。
  8. Event_1チェックボックスを選択します。
  9. イベントのExposure Timeを18000に設定します。


    Figure 10.
  10. ダイアログを終了します。
Note: 平均応力補正を適用する場合、静的サブケース（結果ファイルに存在する場合）は、Subcaseウィンドウにリストされ、イベントにドラッグアンドドロップできます（チャンネルをペアにする必要はありません）。

結果の評価と表示

  1. Evaluateツールグループから、Run Analysisツールをクリックします。


    Figure 11.
    Evaluateダイアログが開きます。
  2. Optional: 実行の名前を入力します。


    Figure 12.
  3. Runをクリックします。
    結果ファイルがホームディレクトリに保存され、Run Statusダイアログが開きます。
  4. 実行が完了したら、View Current Resultsをクリックします。
  5. Results Explorerを使用して、各種結果を可視化します。


    Figure 13.


    Figure 14.