MV-2010：Flex PrepとOptiStructを使った弾性体の作成

1. 新しいMotionViewセッションを開きます。
2. Flex ToolsメニューからFlex Prepを選択します。
3. OptiStruct Flexbody generationを選択します。
4. プルダウンメニューからオプションCreate Optistruct prp (preparation) file and generate the h3d flexbodyを選択します。
5. Select Bulk Data file の横のファイルブラウザアイコンをクリックし、作業ディレクトリから入力バルクデータファイルsla_flex_left.femを選択します。
   注: ユーザーは、OptiStruct (FEM)またはNastran（.nas、.dat、.bdf）バルクデータファイルを使用できます。
6. Save the *.h3d file asに、<working directory>内の出力H3Dファイル名としてsla_flex_left.h3dと入力します。
7. Component mode synthesis typeに、Craig-Bampton部分モード合成を実行するCraig-Bamptonを選択します。
8. Specify Interface Node List欄に、10001+10002+10003と入力します。
   注: 結合点のIDが1つの範囲内にある場合、10001:10003のように指定します。

   結合点は、MBD解析において拘束条件または荷重が適用される節点です。

9. Cutoff type and valueにHighest Mode #を選択し、値10を入力します。

モード情報の制限

1つ目の方法が、この演習で用いられます。

10. Additional Optionsをクリックし、ダイアログを表示させます。
    1. Perform stress recoveryを有効にします。
       このオプションを設定すると、Flex Prepは適切なカードをOptiStruct入力デックに書き出し、バルクデータファイルの処理中にモーダル応力を計算します。
    2. Perform strain recoveryを有効にします。

       このオプションを設定すると、Flex Prepは適切なカードをOptiStruct入力デックに書き出し、バルクデータファイルの処理中にモーダルひずみを計算します。

       注: Create Recovery H3Dオプションは、疲労解析で役立ちます。MotionSolveでのMBDシミュレーションに必要な最小限の情報を含んだ、より小さなH3D弾性体ファイルが生成されます。変位、速度、加速度、応力およびひずみについての追加の情報を含んだ、より大きなファイル*_recov.h3dも生成されます。疲労解析での手法の使用について、詳細は、Recovering MBD Analysis Results in OptiStructをご参照ください。
11. Specify units in bulk data fileに、以下のとおり選択します：

    質量単位

    Kilogram

    Length

    Millimeter

    Force

    Newton

    Time

    Second

    注: HyperMeshはユニットレスであり、ユーザーは正しいユニットを使用する必要があります。そうでないと、生成される弾性体は正しくないモード周波数をもってしまう可能性があります。用意されている入力ファイルでは、使用されている密度の単位はkg/mm^3です。したがって、本演習では、質量の単位にkgを使用します。

    一般的に、長さ、力、時間の単位にmm-N-secを使用するFE解析では、質量の単位をN-sec^2/mm（tonne/mm^3/MEGAGRAMSと同等）に指定する必要があります。将来ユーザーが使用するモデルがそのような単位を使っている場合、FlexBodyPrepでの質量の単位にMEGAGRAMS を使用してください。

    sla_flex_left.femには既に3つのRBE2スパイダーが用意されています。4つ目のRBE2スパイダーは、次のステップで説明するCreate RBE2 Spidersオプションを使って作成します。

1. Create RBE2 Spiderをクリックします。
   HyperMeshが起動します。入力ファイルsla_flex_left.femがHyperMeshにインポートされ、画面のモデリングウィンドウ内にFEモデルが表示されます。
2. HyperMeshがユーザープロファイルを求めてきた場合、Cancelをクリックし、ブラウザ領域のUtilityメニューに進みます。

   
   
   図 1.

   タブ領域では、ユーザー定義のページを含んだUtilityタブで、3つのボタン（Step 1 - 3）が表示されています。
3. Note３つのボタンを含んだユーザー定義ページが表示されない場合、次の手順に従ってそれらを表示させてください：
   1. ViewメニューからUtilityメニューを選択します。
   2. Utilityメニューで、ページの下部にあるUserをクリックします。
4. Infoをクリックし、RBE2スパイダー作成手順の詳細が表示されます。

   
   
   図 2.

5. 下の図に示す下部ボールジョイント位置の領域にズームインします。

   
   
   図 3.

6. Step 2: Superspiderをクリックし、スパイダーを一度に1つずつ作成します。
7. 穴の外周上の節点を1つ選択し、Proceedをクリックします。
   スクリプトは、下の図に示すとおり、RBE2スパイダーを自動的に作成します。

   
   
   図 4.

8. 修正されたファイルを保存し、中央（インターフェース）節点のIDを自動的に捕捉するためのStep 3: Save and Closeをクリックします。新しいファイルに名称sla_flex_left_complete.fem を与え、結合点のIDがFlex Prepに追加されているかどうかを確認します。
   新しい結合点のIDが、下の図に示すとおり、FlexBodyPrep内のインターフェースリストに自動的に追加されます。

   
   
   図 5.

9. OKをクリックし、コマンドウィンドウ内でOptiStructを起動します。
   ここで与えられた入力に基づいて、FlexBodyPrep は入力ファイル名に_prpを付加して新しいFEMファイルを生成し、OptiStructにサブミットします。ここでは、sla_flex_left_complete_prp.femが生成されます。

   Outputウィンドウ内に、FlexBodyPrepトランスレータからのメッセージが表示されます。OptiStruct実行のステータスを確認し、エラーメッセージがないかチェックします。

10. Outputウィンドウ内でOKをクリックして閉じます。

1. ツールバーのSelect window modeドロップダウンメニューでHyperViewを選択します。
   Load model and resultsパネルが表示されます。
2. Load modelファイルブラウザをクリックし、H3D弾性体ファイル<working directory>/sla_flex_left.h3dを選択します。
   HyperViewは自動的に、Load resultsファイルを同じファイル名で更新します。弾性体アームモデルとモード結果は、Flex Prepウィザードを使って作成されたH3D弾性体ファイルに含まれています。

   
   
   図 6. Load Model and Results欄

3. Applyをクリックし、モデルをHyperViewに読み込みます。

   
   
   図 7. 弾性体LCAモデル

4. Select animation modeをクリックしSet Transient Animation Mode を選択します。
5. Start Animation をクリックして、結果をアニメーション表示します。
   HyperViewは、弾性体コントロールアームのモード形状を繰り返し連続アニメーション表示します。モード数と振動数は、ウィザードの上部右側に表示されます。
6. Pause Animation をクリックして、モードの繰り返し表示を停止します。
7. Select animation modeの矢印をクリックし、ドロップダウンリストからSet Modal Animation Modeを選択します。
8. 特定のモード形状をアニメーション表示するには、Resultsブラウザに進み、モードをUndeformed Model FrameからMode 7に変更します。

   
   
   図 8. Simulationパネルを使って特定のモードを選択

   注: 直接相関の可能性はありませんが、最初の6つのモードがほとんどゼロに近い値であることから、剛体であることが認識できます。ほとんどゼロに近いモードが6つ以上ある場合は通常、モデルの信頼性の問題を示しています（1つまたは複数の要素がフリーで要素同士で結合されていない）。
9. Animation をクリックして、選択したモードをアニメーション表示します。

   
   
   図 9.

   同様に、弾性体の他のモードもアニメーション表示できます。

10. 同じボタンをクリックすることで、アニメーションをオンにしたりオフにしたりします。
11. Contour をクリックし、弾性体の応力を確認します。
12. Result Typeドロップダウンメニューから、StressとvonMisesを選択します。下の図に示すとおり、Entity with layersに、Z1を選択します：

    
    
    図 10.

13. Applyをクリックし、モデリングウィンドウ内にレジェンドとコンターを表示させます。

    
    
    図 11. モデルについて表示されたVonMises応力コンター

<install_path>/altair/scripts/flexprep 

<install_path>\io\translators\bin\<os>\flexprep.exe

1. スタートメニューからMS DOSプロンプトウィンドウを開きます。
2. cdコマンドを使って、作業ディレクトリをナビゲートします。
3. FlexPrepを起動するコマンド<install_path>\translators\flexprep.exeを入力します。
4. バッチモードでFlexPrepトランスレータを実行するための使用オプションを選択します。
5. 以下のコマンドを入力します：<install_path>\io\translators\bin\<os>\flexprep.exe sla_flex_left.h3d sla_flex_right.h3d -MIRROR_XZ
   FlexPrepは、鏡面ロアコントロールアームsla_flex_right.h3d弾性体ファイルを作成します。

1. カードSTRESS=ALLおよびSTRAIN=ALLをそれぞれSTRESS=5、STRAIN=5に修正します。
2. OUTFILEを、OUTFILE, sla_flex_left_stress_setとなるよう修正します。
3. ファイルをsla_flex_left_stress_set.femとして保存し、閉じます。
4. FlexBodyPrepを使って弾性体を生成します。
   1. OptiStruct Flexbody Generation ドロップダウンメニューからオプションCreate h3d flexbody using pre-existing prp fileを選択します。
      注: OptiStructを使って弾性体を生成することが可能です。コマンドプロンプトからOptiStructを実行するには、<install>\hwsolvers\bin\win32\Optistruct.bat sla_left_stress_strain_set.femと入力します。
5. 新しいMotionViewセッションを開始し、ウィンドウタイプをHyperViewに変更します。
6. OptiStructによって生成されたH3Dファイルsla_flex_left_stress_set.h3dを読み込みます。
7. Contourパネルに進み、Stress and Strain contoursを適用します。
   コンターでは、いくつかの要素のみが表示されます。これらは、要素セットを用いて応力およびひずみ計算に選択された要素です。

1. テキストエディタで、FEM入力デックsla_flex_left_stress_set.femを開きます。
2. 行STRESS=5の上に、モデルカードをMODEL=4として追加します。
3. OUTFILE行をOUTFILE, sla_flex_left_model_setとなるよう変更します。
4. ファイルsla_flex_left_model_set.femを作業ディレクトリに保存して閉じます。
5. OptiStructでFEMデックを実行します。または、FlexBodyPrepを使って弾性体を生成します。
   1. OptiStruct Flexbody Generation ドロップダウンメニューからオプションCreate h3d flexbody using pre-existing prp fileを選択します。
6. HyperViewで、OptiStructにより生成されたH3Dファイルを読み込みます。
   弾性体の一部のみが表示されている点にご注目ください。セットに含まれ、MODELカードと使用されている要素のみがここでは表示されています。

PLOTEL 8786 4698 1702

1. 先に作業ディレクトリに保存していたFEMデックsla_flex_left_model_set.femを開きます。
2. MODEL=4をMODEL=PLOTELと置き換えます。
   バルクデータ内に、多くのPLOTEL要素を見ることができます。
3. OUTFILE行をOUTFILE, sla_flex_left_plotel_setとなるよう変更します。
4. ファイルをsla_flex_left_plotel_set.femとして保存します。
5. OptiStructでFEMデックを実行します。または、FlexPrepから弾性体を生成します。
   1. OptiStruct Flexbody Generation ドロップダウンメニューからオプションCreate h3d flexbody using pre-existing prp fileを選択します。
6. HyperViewで、OptiStructにより生成されたH3Dファイルを読み込みます。
   弾性体は、PLOTEL要素によって定義されたエッジまたはラインによってのみ表示されています。

ASET1, 123456, 4927

1. デック内の、結合点10004に対応するASET1カードを次のように修正します：

   ASET1, 123,   10004

2. OUTFILEを、OUTFILE, sla_flex_left_rdofとなるよう変更します。
3. ファイルをsla_flex_left_rdof.femとして作業ディレクトリに保存して閉じます。
4. OptiStructでFEMデックを実行します。または、FlexPrepから弾性体を生成します。
   1. OptiStruct Flexbody generationドロップダウンメニューからオプションCreate h3d flexbody using pre-existing prp fileを選択します。
5. 生成されたH3Dファイルのサイズを確認すると、縮小されていることがわかります。これは、弾性体に統合された解放された自由度のせいです。
6. このステップで出てきたカードを使って、生成されたすべてのh3dファイルのサイズを比較し、ファイルサイズの減少を確認します。