シェルからソリッドへの変換

シェルからソリッドへの変換ツールは、プライベースのシェルモデルからソリッド要素と材料の方向を生成するための機能を提供します。

制約事項: Nastran、Abaqus、およびOptiStructソルバーでのみ利用できます。
  1. メニューバーでAerospace > Composites > Shell To Solid Conversionをクリックします。
  2. Select entities欄で、変換を実行するエンティティを選択します。
    • Laminates
    • Plies
  3. Solid Elems欄で、板厚方向に生成されるソリッド要素の数を制御するオプションを選択します。
    • Create solids for each layer – 入力プライ層ごとに1つのソリッド要素を生成します。
    • Create single solids for all layers – 板厚方向に1つの積層ソリッド要素を生成します。出力は、ソルバープロファイル、要素タイプ設定（penta6およびhexa8の下の2D or 3D > elem types > 2D & 3Dパネルから変更可能）、およびテンプレートプロパティに基づいて、連続体シェルまたは積層ソリッドになります。
    • Create multiple solids using dummy ply separation – 板厚方向に複数の積層ソリッド要素を生成します。積層ソリッド要素の数は、積層材内の“ダミープライ”の数で決まります。出力は、ソルバープロファイル、要素タイプ設定（penta6およびhexa8の下の2D or 3D > elem types > 2D & 3Dパネルから変更可能）、およびテンプレートプロパティに基づいて、連続体シェルまたは積層ソリッドになります。
  4. Component欄で、変換で生成されるソリッド要素を制御する方法を選択します：
    • Create comp for each ply – 入力プライごとに新しいコンポーネントが1つ作成されます。
    • Current collector – 作成されるすべてのソリッド要素が現在のコンポーネントに配置されます。
    • Create single comp for all plies – 新しいコンポーネントが1つ作成されます。
    • Use existing shell component – ソリッド要素は、それらの生成元のシェル要素を含むコンポーネント内に配置されます。
  5. Fill gapsを選択すると、プライの減少によって作成された空孔を埋めるpyraおよびpenta要素を作成します。
  6. Delete Shellsを選択すると、ソリッド要素の作成後、プライベースのモデルのシェル要素を削除します。
  7. Create Propsを選択すると、作成したソリッド要素に割り当てられるソリッド複合材プロパティを作成します。


    図 1.


    図 2. ダミープライの分離を利用した複数ソリッドの作成のためのダミープライ

シェル複合材モデルの可変板厚ソリッド層複合材モデルへの変換

  1. Shell_section_compositeプロパティを持つ複合材シェルモデルを作成します。プライリアライゼーションの手順を停止します。ラミネートリアライズを使用して、プライをゾーンベースのモデルに変換しないでください。
  2. Element Typesパネル上の3Dサブパネルで、3D要素タイプをSC8RおよびSC6Rに変更します。
    これにより、連続体シェルのプロパティが新規作成されたソリッドに割り当てられます。
  3. Shell to Solid Conversionダイアログを使用し、Create solids for each layerまたはCreate single solids for all layersを選択します。
  4. Componentドロップダウンから Current Collectorを選択します。
  5. 各レイヤーにソリッドを作成するため、Fill gapsをクリックします。
  6. Delete Shells オプションにチェックを入れます。
  7. Create Props オプションにチェックを入れます。
  8. すべてのプライを選択し、Convertをクリックします。
    これにより、ソリッド複合材が作成されます。新しいソリッド要素上でも、プライの方向を確認できます。
    注: すべての層に対して単一のソリッドを作成する場合、プライドロップオフ領域の付近に非連続要素が作成される可能性があります。ソルバー実行を正常に完了するためには、これらの節点同士を結合する必要があります。

ダミープライ分離を使用した複数ソリッドの作成

  1. Shell_section_compositeプロパティを持つ複合材シェルモデルを作成します。プライリアライゼーションの手順を停止します。ラミネートリアライズを使用して、プライをゾーンベースのモデルに変換しないでください。
  2. Element Typesパネル上の3Dサブパネルで、3D要素タイプをSC8RおよびSC6Rに変更します。
    これにより、連続体シェルのプロパティが新規作成されたソリッドに割り当てられます。
  3. ダミープライ（板厚がゼロ、プライ角度がゼロ）を作成して、それらのプライを1つのグループとして分離します。これらの分離ダミープライに加えて、最上部と最下部のダミープライも作成する必要があります。ダミープライを作成するには、Edit Plyダイアログを使用し、モデル内のすべての要素をそのダミープライに割り当てることで、そのダミープライがモデル全体に行き渡るようにします。
  4. 次に、ダミープライを積層材に割り当てる必要があります。分離ダミープライの挿入に加えて、最上部と最下部のダミープライを追加する必要があります。このためには、Edit Laminateダイアログを使用します。
  5. Aerospaceメニューから、Shell To Solid Conversionを選択し、Shell to Solid Conversionダイアログを開きます。Solid Elemsでは、Create multiple solids using dummy ply separationを選択します。分離ダミープライに加えて、積層材内で最上部と最下部の追加ダミープライを定義している場合は、Fill gapsチェックボックスが自動的に選択されます。
  6. 変換する積層を選択し、Convertをクリックします。


    図 3. 元のシェルモデルプライ


    図 4. 元のシェルモデルプライ


    図 5. 更新後のシェルモデルプライ