NLFEボディでのフォース、ジョイント、およびモーション
- 3次元 / 2次元の汎用接触は現在サポートされていません。
- ポイントと変形可能サーフェスの間の接触および拘束もサポートされていません。
- NLFEコンポーネント上の分布荷重の適用はサポートされていません。
サポートされている他のすべてのフォース、ジョイント、およびモーションのタイプは、マーカーを使用してNLFEコンポーネントに適用されます。例えば、NLFE片持ち梁の一端が地面に固定されているケースを考えます（図 1）。このビーム（NLFEBody 0）の一端と地面（Ground Body）の間に固定ジョイントが作成されます。この際、マーカーが自動的に作成され、このマーカーが結合ポイント（beam_ground）においてNLFEボディにしっかりと結合されます。
図 1. 固定ジョイントを介して地面に固定された片持ち梁
- 節点の自由度
- 拘束されるかどうか
- X軸に沿った節点の剛体並進
- はい
- Y軸に沿った節点の剛体並進
- はい
- Z軸に沿った節点の剛体並進
- はい
- X軸を中心とした節点の剛体回転
- はい
- Y軸を中心とした節点の剛体回転
- はい
- Z軸を中心とした節点の剛体回転
- はい
- X軸に沿った変形（軸ひずみ）
- いいえ
- Y軸に沿った変形（軸ひずみ）
- いいえ
- Z軸に沿った変形（軸ひずみ）
- いいえ
- XY平面における変形（せん断ひずみ）
- いいえ
- YZ平面における変形（せん断ひずみ）
- いいえ
- ZX平面における変形（せん断ひずみ）
- いいえ
- X軸に沿った節点の剛体並進
- いいえ
図 2. 終端に荷重がかかる片持ち梁の変形
ビームが地面に固定されている終端をよく見ると（図 2）、ビームの断面がY軸を中心として回転しているように見えます。このビームは地面に固定され、どの軸を中心にしても回転しないはずなので、これは正しくない挙動のようです。
このケースでビームがY軸を中心に回転しているように見えるのは、固定ジョイントによって拘束されていない追加の６つの自由度によるものです。このため、固定端におけるビームの勾配ベクトルが相互に自由に伸びたりねじれたりできます。このことは、ビームの先端でビームに平行な方向と垂直な方向に勾配ベクトルをプロットすることで確認できます。
図 3. 固定端におけるビームに平行な勾配ベクトルとビームに垂直な勾配ベクトル
上記のプロットからわかるように、ビームに平行な勾配ベクトルは（1,0,0）から（0.998574, 0, -0.0466717）に変化しています。NLFE要素は、ビームの軸に平行な勾配ベクトルがこの要素に対して常に垂直になるように描画されているため、この結果として、先端のビームの断面が回転しているように見えます。
この問題を緩和するには、ビームの固定端における節点を地面に“完全に”固定する必要があります。このためには、CONN0要素を使用します。CONN0要素は、単一節点の勾配ベクトルを固定できるようにするコネクター要素です。この詳細については、NLFEのリファレンスマニュアルをご参照ください。
このモデルでは、CONN0要素を追加し、ビームの固定端における節点を地面に“完全に”固定することで、以下の図 4に示す想定どおりのシミュレーション結果が得られます。
図 4. CONN0要素を使用した、終端に荷重がかかる片持ち梁の変形
さらに、この終端においてビームを地面に固定している場合に想定されるように、固定端における勾配ベクトルもシミュレーション中に変化しません。
図 5. CONN0要素を使用した、固定端におけるビームに平行な勾配ベクトルとビームに垂直な勾配ベクトル