Pressuresパネル

Pressuresパネルは、1Dまたは2D要素、あるいは、ソリッド要素のフェイスに荷重を適用し、圧力荷重を作成するのに使用します。

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多くのソルバーでは、圧力荷重は面積あたりの荷重として考慮されるため、与えた荷重量に適用された要素の面積を掛け、関連する節点に集中荷重として与えます。

圧力はload config 4で、終端にPの文字のついたベクトルとして表示されます。

Createサブパネル

Createサブパネルは、圧力を作成するのに使用します。ここでは、要素を選択して圧力の適用領域を指定することができます。また、圧力の向き、荷重量、更に表示される矢印のサイズを選択することができます。ソリッド要素のフェイス、またはプレート要素のエッジに圧力を適用することも可能です。

プレート要素の場合、圧力は要素法線の正の方向に沿って適用されます。正しい向きを把握するには、Normalsパネルを使用してください。プレート要素のフェイスに圧力を適用する場合、nodes on faceオプションは必要ありません。プレート要素のエッジに圧力を適用する場合、圧力を適用するプレート要素内の3エッジまたは4エッジを指定するのにnodes on edgeオプションが必要になります。ソリッド要素の場合、圧力を適用するフェイスを指定するのにnodes on faceオプションが必要になります。
オプション 動作
elems selector 圧力を適用する要素(1D、2D、3D)を選択します。
スイッチを使用して選択モードを変更します。
elems
個々に要素を選択、またはコンポーネントやサーフェスに含まれるすべての要素を選択します。


図 1. 例:要素選択
face
2Dおよび3Dフェイス上のすべての要素を選択します。非連続性が2Dフェイスに存在する場合、その非連続性の合間の要素のみが選択されます。


図 2. 例:フェイス選択
2D faces ext
非連続性を含む2Dフェイス上のすべての要素を選択します。


図 3. 例:2DフェイスExt選択
free edge
要素のフリーエッジをすべて選択します。
非連続性がエッジに存在する場合、その非連続性の合間の要素のフリーエッジのみが選択されます。
重要: SHELL要素でのみ有効です。


図 4. 例:フリーエッジ穴
free edges ext
非連続性を含む要素のフリーエッジをすべて選択します。
重要: SHELL要素でのみ有効です。


図 5. 例:フリーエッジExt選択
loops
穴の境界線のような、閉じられたループを構成する要素のフリーなエッジすべて選択します。
重要: SHELL要素でのみ有効です。


図 6. 例:ループ選択
注: Pressureパネルを離れると、現在の選択はすべて破棄されますが、パネルに戻ると復元されます。

選択モードの変更は、現在の選択を破棄します。複数の選択モードを使用する場合、Entity Editorを使用して要素を選択します。

magnitude =
constant vector
magnitude欄に数値を入力し、方向セレクターを使ってベクトルを指定します。このベクトルに沿って荷重が作用します。
constant components
X、Y、Z成分内に入力し、荷重の方向と大きさを指定します。
curve, vector
時間依存の荷重を扱う場合、この方法を使用して、最初にカーブの大きさ(yscale)を指定します。続いて、curve欄をダブルクリックして既存のカーブを選択し、必要であれば方向セレクターを使って方向を指定します。最後に、多くの異なるケースについて同じカーブを使用するためカーブのxスケール係数を指定しますが、現在のモーメントの要件に見合うよう、強度と時間のスケールを変更します。
curve, components
X、Y、Z成分値を入力して方向と大きさを指定します。例えば、(2,2,2)は(1,1,1)の2倍の大きさとなります。次に、curveをダブルクリックし、既存カーブを選択します。最後に、多くの異なるケースについて同じカーブを使用するためカーブのxスケール係数を指定しますが、現在の荷重の要件に見合うよう、強度と時間のスケールを変更します。
equation
荷重のための式を指定します。1 方向セレクターを使用して方向を指定し、ベクトルが対応する座標系を選択することも可能です。
linear interpolation
保存されたファイルまたは既存の荷重から圧力を補間します。
注: シェル要素にのみ有効です。
入力ファイルの各行は、x、yおよびz各成分に続けて、それぞれの成分の荷重が記されます。データは、スペースかタブで区切ることができます。
荷重を追加したい節点を選択し、それらの節点を囲む3つ以上の既存荷重をピックします。補間を行う際、線形関数を使い、選択した荷重の大きさに基づいた大きさで、選択された節点に追加の荷重を作成します。


図 7.
search radius欄は、荷重が補間される節点または中心からこの値以内の荷重を探し出すための検索距離を指定します。その距離内にある最も近い3つの荷重を使い、線形補間によって、節点または中心位置に荷重が作成されます。線形補間は、三角形分割法を使用します。したがって、その距離内に3つ未満の荷重しか見つからない場合は、補間は行われません。ファイルから初期荷重を読み込む際、検索半径が小さ過ぎるために線形補間が不可能である場合、元の荷重が最も近い節点または中心に適用されます。
fill gapを選択し、search radiusに関係なく、選択されたすべての要素中心または節点に荷重を作成します。
field loads
既存の荷重から荷重を内挿および外挿します。続いて、荷重を追加したい要素、および追加の荷重のベースとしたい既存荷重を選択します。
作成時、HyperWorksは、選択された節点の全てに荷重を作成するため、与えられた境界荷重とGreen関数を使用します。値の滑らかな移行を実現するため、境界ポイントにおける勾配は0に強制されます。これによって、外挿された荷重は入力荷重より低く保たれます。このため、ピークを適正な値内に捉えられるよう、入力値として、代表値を使用することが推奨されます。
注: このバージョンは、荷重の大きさが決定される方法、および選択された既存荷重の境界の外側にある節点に提供されるという点の両方で、linear interpolationとは異なります。
normal / N1,N2,N3
normal
圧力は、選択された要素の法線方向の正の向きに作成されます。
N1, N2, N3
3つの節点をピックしてプレーンを指定し、右手の法則によって決まるそのプレーンの法線の正の方向に圧力を適用することもできます。
relative size / uniform size
relative size
圧力荷重をモデルサイズに応じたサイズで表示します(デフォルト100)。
デフォルトでは、圧力荷重はモデルサイズに応じて表示されます。
uniform size
すべての圧力を同じサイズで表示します。
注: この設定は圧力荷重自体に影響を与えるものではなく、荷重のグラフィカル表示の長さを決定するものです。
label loads モデリングウィンドウ内の各荷重のテキストラベルを表示します。
nodes on face / nodes on edge
nodes on face
ソリッド要素のフェイスに圧力を適用します。
フェイスの節点またはエッジの節点によって起点のフェイスまたはエッジを定義します。4節点フェイスには、対角線位置にある節点を選択します。3節点フェイスには、すべての節点を選択します。
荷重を適用するフェイスの指定にサーフェスを選択することができます。これにより、選択されたサーフェスに関連付けられたすべての要素のフェイスに荷重が置かれます。または、荷重が与えられるべきソリッド要素のフェイスを指定するのに節点を選択します。
nodes on edge
軸対称問題のため、要素のエッジに圧力荷重を適用します。
荷重を適用したいすべての要素のエッジを指定するのに、nodesもしくはlinesを選択することが可能です。
注: これは、セレクターがentitiesに設定されている場合に有効です。
face angle / individual selection
face angle
選択されたサポートエンティティがどのパネルエンティティ(荷重、境界条件、ベクトル、セット定義など)を持つかを決定します。
face angleの値は、選択したフェイスの法線と隣接するフェイスの法線との角度差に基づいて、どの面を選択するかを判断する際に使用されます。このフェイスの法線間の角度がface angleの値より小さい場合、フェイスは選択されます。エッジ選択じにおいても、エッジ間の角度がフェイス間の角度に代わって使用されることを除くと、そのプロセスは同様です。
重要: これは、セレクターがnodesに設定されており、更に選択モードが、faces、2d faces ext、free edges、free edges ext、edges、またはedges extに設定されている場合にのみ有効です。
individual selection
フェイス上の個々の要素、または要素の個々のフリー / 共有エッジを選択します。
重要: これは、セレクターがnodesに設定されており、更に選択モードが、faces、free edges、またはedgesに設定されている場合にのみ有効です。
edge angle
与えられたフェイスに沿ったエッジを分割します。エッジ角度が180度の場合、エッジはフェイスの連続境界となります。これより小さい値の場合、セグメント間の角度が指定した値を超えた場合でも境界エッジは分割されます。セグメントは、1つの要素のエッジです。
重要: これは、セレクターがnodesに設定されており、更に選択モードが、free edges、free edges ext、edges、またはedges extのいずれかに設定されている場合にのみ有効です。
load types = 圧力に適用する荷重のタイプを選択します。

Updateサブパネル

Updateサブパネルは既存の圧力荷重を変更するのに使用します。目的の荷重を選択し、荷重量、向き、表示サイズ、荷重タイプなどを変更します。
オプション 動作
loads 変更する既存の荷重を選択します。
display モデル上に荷重を表示します。
magnitude =
constant vector
magnitude欄に数値を入力し、方向セレクターを使ってベクトルを指定します。このベクトルに沿って荷重が作用します。
constant components
X、Y、Z成分内に入力し、荷重の方向と大きさを指定します。
curve, vector
時間依存の荷重を扱う場合、この方法を使用して、最初にカーブの大きさ(yscale)を指定します。続いて、curve欄をダブルクリックして既存のカーブを選択し、必要であれば方向セレクターを使って方向を指定します。最後に、多くの異なるケースについて同じカーブを使用するためカーブのxスケール係数を指定しますが、現在のモーメントの要件に見合うよう、強度と時間のスケールを変更します。
curve, components
X、Y、Z成分値を入力して方向と大きさを指定します。例えば、(2,2,2)は(1,1,1)の2倍の大きさとなります。次に、curveをダブルクリックし、既存カーブを選択します。最後に、多くの異なるケースについて同じカーブを使用するためカーブのxスケール係数を指定しますが、現在の荷重の要件に見合うよう、強度と時間のスケールを変更します。
equation
荷重のための式を指定します。1 方向セレクターを使用して方向を指定し、ベクトルが対応する座標系を選択することも可能です。
linear interpolation
保存されたファイルまたは既存の荷重から圧力を補間します。
注: シェル要素にのみ有効です。
入力ファイルの各行は、x、yおよびz各成分に続けて、それぞれの成分の荷重が記されます。データは、スペースかタブで区切ることができます。
荷重を追加したい節点を選択し、それらの節点を囲む3つ以上の既存荷重をピックします。補間を行う際、線形関数を使い、選択した荷重の大きさに基づいた大きさで、選択された節点に追加の荷重を作成します。


図 8.
search radius欄は、荷重が補間される節点または中心からこの値以内の荷重を探し出すための検索距離を指定します。その距離内にある最も近い3つの荷重を使い、線形補間によって、節点または中心位置に荷重が作成されます。線形補間は、三角形分割法を使用します。したがって、その距離内に3つ未満の荷重しか見つからない場合は、補間は行われません。ファイルから初期荷重を読み込む際、検索半径が小さ過ぎるために線形補間が不可能である場合、元の荷重が最も近い節点または中心に適用されます。
fill gapを選択し、search radiusに関係なく、選択されたすべての要素中心または節点に荷重を作成します。
field loads
既存の荷重から荷重を内挿および外挿します。続いて、荷重を追加したい要素、および追加の荷重のベースとしたい既存荷重を選択します。
作成時、HyperWorksは、選択された節点の全てに荷重を作成するため、与えられた境界荷重とGreen関数を使用します。値の滑らかな移行を実現するため、境界ポイントにおける勾配は0に強制されます。これによって、外挿された荷重は入力荷重より低く保たれます。このため、ピークを適正な値内に捉えられるよう、入力値として、代表値を使用することが推奨されます。
注: このバージョンは、荷重の大きさが決定される方法、および選択された既存荷重の境界の外側にある節点に提供されるという点の両方で、linear interpolationとは異なります。
normal / N1,N2,N3
normal
圧力は、選択された要素の法線方向の正の向きに作成されます。
N1, N2, N3
3つの節点をピックしてプレーンを指定し、右手の法則によって決まるそのプレーンの法線の正の方向に圧力を適用することもできます。
relative size / uniform size
relative size
圧力荷重をモデルサイズに応じたサイズで表示します(デフォルト100)。
デフォルトでは、圧力荷重はモデルサイズに応じて表示されます。
uniform size
すべての圧力を同じサイズで表示します。
注: この設定は圧力荷重自体に影響を与えるものではなく、荷重のグラフィカル表示の長さを決定するものです。
label loads モデリングウィンドウ内の各荷重のテキストラベルを表示します。
load types = 圧力に適用する荷重のタイプを選択します。

実行ボタン

ボタン 動作
create 選択された要素上に、設定されたパラメータに基づき新たに圧力荷重が作成されます。
create/edit 設定されたパラメータに基づき選択された要素上の新規圧力が作成され、指定されているload typeに基づきcard editorパネルが開かれます。
reject 最後に行った作成アクションを取り消します。
update 選択した圧力の現在の設定を変更するためのUpdateを開きます。
review reviewをクリックし、モデリングウィンドウで圧力を選択すると、荷重の設定内容(荷重量、ベクトル、X/Y/Z成分など)がパネルフィールドに表示されます。
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Equationの指定によって、集中荷重、モーメント、荷重、温度、流束などを、適用するエンティティの座標値によって変化する荷重量を定義できます。このような荷重の例としては、適用点からの距離によって変化する温度の適用や内部の流体の高さによって変わるコンテナの壁にかかる圧力などが考えられます。

関数はmagnitude= f(x,y,z)の形式で指定します。変数は、x、y、z(すべて小文字)のみが使用可能で、荷重の適用されるエンティティの座標値を表します。点荷重(集中荷重、モーメントまたは温度)の場合、ポイントの座標値が使用されます。要素荷重(圧力または流束)の場合は、要素中心の座標地が使用されます。円筒または球座標系が使用される事象の場合、x、y、zが使用され、それぞれに対応する方向を参照します。一般的な数学演算子と関数が使用可能ですが、外部データが必要となる関数は適用できません。
注: 式の書式にエラーがある場合、警告のメッセージは表示されませんが、荷重は、荷重量ゼロで作成されます。


図 9. 平面と集中荷重を適用するための線形関数 magnitude = 20 – (5*x+2*y):. X-Y平面に平行で、原点が中心である20 x 20の平らな平面。


図 10. 平面と多項式関数 Magnitude = x^2-2y^2+x*y+x+y. X-Y平面に平行で、原点が中心である20 x 20の平らな平面。


図 11. 曲面サーフェスへの圧力荷重 多項式関数 Magnitude = -((x^2+2*y^2+z)/1000). 圧力荷重は、円筒座標系(要素の上部エッジ付近に表示)に基づいて適用。