OptiStruct
OptiStruct

2022

  1. ホーム
  2. チュートリアル

    OptiStruct機能に関するインタラクティブなチュートリアル。

  3. HyperMeshチュートリアル

    HyperMeshを使用したチュートリアル。

  4. 微小変位有限要素解析(アドバンスト編)
  5. OS-T:1315 モーダル法によるブラケットの過渡応答解析

    本チュートリアルでは、既存のブラケットの有限要素モデルを用いて、OptiStructによるモーダル時刻歴動的応答解析の実行の仕方について実際に示します。時刻歴動的荷重の下でのブラケットの変形特性のポスト処理には、HyperGraphが用いられます。

  • 新機能
  • 概要
  • チュートリアル
  • ユーザーズガイド
  • リファレンスガイド
  • 例題集
  • 検証問題(英語)
  • よくある質問
索引
OptiStruct

2022

OptiStruct
  • 新機能

    OptiStruct 2022の新機能に関する情報。

  • 概要

    OptiStructは実績のある最新の構造ソルバーであり、静的 / 動的 / 振動 / 音響 / 疲労 / 熱伝導 / マルチフィジックスの分野にまたがる線形 / 非線形解析について包括的で正確、かつスケーラブルなソリューションを提供します。

  • チュートリアル

    OptiStruct機能に関するインタラクティブなチュートリアル。

    • モデルファイルへのアクセス

      必要なモデルファイルへのアクセスとダウンロードの方法を学びます。

    • コマンド行からのOptiStructの実行
    • HyperMeshチュートリアル

      HyperMeshを使用したチュートリアル。

      • HyperMeshからのOptiStructの実行
      • 微小変位有限要素解析(基本編)
      • 微小変位有限要素解析(アドバンスト編)
        • OS-T:1300 直接法による平板の周波数応答解析

          本チュートリアルでは、既存の平板のFEモデルを読み込み、境界条件を与え、有限要素解析を実行する方法について実際に示します。

        • OS-T:1305 モーダル法による平板の周波数応答解析

          本チュートリアルでは、既存の平板のFEモデルを読み込み、境界条件を与え、モーダル周波数応答解析を実行する方法について実際に示します。

        • OS-T:1310 直接法によるブラケットの過渡応答解析

          本チュートリアルでは、既存のブラケットの有限要素モデルを用いて、OptiStructによる直接時刻歴動的応答解析の実行の仕方について実際に示します。時刻歴動的荷重の下でのブラケットの変形特性のポスト処理には、HyperGraphが用いられます。

        • OS-T:1315 モーダル法によるブラケットの過渡応答解析

          本チュートリアルでは、既存のブラケットの有限要素モデルを用いて、OptiStructによるモーダル時刻歴動的応答解析の実行の仕方について実際に示します。時刻歴動的荷重の下でのブラケットの変形特性のポスト処理には、HyperGraphが用いられます。

        • OS-T:1320 飛行機の翼のリブの非線形ギャップ解析
        • OS-T: 1325 平板のランダム応答解析

          本チュートリアルでは、既存の周波数応答解析モデルからのランダム応答解析をセットアップする方法を示します。この周波数応答解析のセットアップは、周波数が変化する荷重の加振を受ける2つの荷重条件から成る平板の直接法による解析です。

        • OS-T:1330 1/2車室モデルの音場解析

          本チュートリアルの目的は、流体-構造連成を受ける1/2車室モデルの振動特性を評価することにあります。参照される流体は、airです。特に、車室内での流体内の主な応答の場所である、ドライバーの耳位置近くでの騒音または音響レベルが評価されます。

        • OS-T:1340 疲労(応力 - 寿命)法
        • OS-T:1350 疲労(ひずみ - 寿命)法
        • OS-T:1360 接触するガスケット材料のNLSTAT解析

          このチュートリアルの目的は、ガスケット材料および接触を含む、OptiStructの非線形陰的微小変位解析の実行を示すことにあります。

        • OS-T:1365 接触する固体ブロックのNLSTAT解析

          本チュートリアルの目的は、弾塑性材料、接触、前の非線形荷重ケースに引き続く非線形解を含む、OptiStructの非線形陰的微小変位解析の実行を示すことにあります。

        • OS-T:1370 縮小されたブレーキシステムの複素固有値解析

          本チュートリアルでは、単純化されたブレーキシステムのモーダル複素固有値解析が実行され、摩擦の効果が何らかのスキルノイズ(不安定モード)を引き起こすかどうかを見つけ出します。

        • OS-T:1371 ブレーキアセンブリのブレーキスキール解析

          本チュートリアルでは、ブレーキアセンブリについて、ブレーキスキールの解析を行います。ディスクブレーキは、ディスク上のブレーキパッドのセットを使ってクランプ荷重をかけることにより動作します。パッドとディスクとの間に生じる摩擦は減速の原因となり、システムの動的不安定を引き起こす可能性があります。この現象は、ブレーキスキールと呼ばれます。

        • OS-T:1372 円筒形中空ローターのローターダイナミクス

          本チュートリアルでは、円筒形中空ローターについて、ローターダイナミクス解析を行います。

        • OS-T:1375 構造の応答スペクトル解析

          本チュートリアルでは、構造の応答スペクトル解析をどのように行うかを示します。

        • OS-T:1380 等価放射パワーの計算

          等価放射パワー(ERP)の計算は、周波数応答解析でのパネルの最大放射パワーに関する情報を得るための簡易化された手法です。本チュートリアルでは、既存の周波数応答解析でのERP計算要求の設定方法について示します。

        • OS-T:1385 熱接触を用いたピストンリングの熱伝導解析

          ピストンリングは、エンジンのピストンの外表面に取り付けられており、ピストンからの熱をシリンダー壁に伝えます。

        • OS-T:1390 ヘッドボルトで接合されたエンジンシリンダーヘッド、ガスケット、エンジンブロックシステムの1次元および3次元プリテンションボルト解析

          本チュートリアルは、エンジンの一部について1次元および3次元プリテンションボルト解析を実行する手順を説明します。プリテンションボルト解析は、それぞれ4500 Nのプリテンションフォースがかかった4のヘッドボルトで結合されているシリンダーヘッド、ガスケット、およびエンジンブロックから成るシステムの応答を求めるために実行されます。

        • OS-T:1392 節点-サーフェス接触とサーフェス-サーフェス接触

          本チュートリアルでは、節点-サーフェス接触(N2S)とサーフェス-サーフェス接触(S2S)を使用した2つのパーツ間の接触のセットアップについて学習します。さらに、N2Sの場合は内部的に生成されたCGAPG要素を、S2Sの場合は接触している節点を確認する方法についても説明します。

        • OS-T:1393 接触プロパティとデバッギングの基礎

          本チュートリアルでは、Contact Stabilization、Contact ClearanceおよびContact Adjustmentを使用した場合の影響について説明します。

        • OS-T:1394 軸対称ボールジョイント

          本チュートリアルでは、引き荷重が10,000Nの場合の軸対称ボールジョイントについてOptiStructで非線形解析を実行する方法を学習します。

        • OS-T:1395 RADSNDを使用したスピーカーの音場解析

          本チュートリアルでは、RADSND法を用いて2.1スピーカーの音場解析を行う方法について説明します。

      • 大変位有限要素解析
      • 流体-構造相互作用解析
      • マルチボディダイナミクス解析
      • トポロジー最適化
      • トポグラフィー最適化
      • トポロジー最適化とトポグラフィー最適化の組み合わせのチュートリアル
      • 寸法最適化
      • 形状最適化
      • 疲労解析
      • 非線形陽解法解析

        本セクションでは、OptiStructを使って非線形陽解法解析の例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、OptiStructが如何に使用されるかを説明しています。

      • 空力弾性解析

      • サードパーティーインターフェース

    • SimLabチュートリアル

      SimLabを使用したビデオvチュートリアル。

  • ユーザーズガイド

    本マニュアルは、OptiStructで利用できる機能やシミュレーション手法の詳細を提供しています。

  • リファレンスガイド

    本マニュアルは、OptiStructで利用できる入力エントリ、出力エントリ、およびパラメータに関する詳細なリストと使用方法を提供しています。

  • 例題集

    OptiStruct例題集は、様々なソリューションシーケンスや最適化タイプについて解かれた例題を集めたもので、現実世界の応用とOptiStructの機能の例をユーザーに提供します。

  • 検証問題(英語)

    本マニュアルでは、NAFEMSの問題を含めた検証モデルの解を紹介しています。

  • よくある質問

    本セクションでは、OptiStructに関してよくある代表的な質問についてお答えしています。

OptiStruct
OptiStruct

2022

  1. ホーム
  2. チュートリアル

    OptiStruct機能に関するインタラクティブなチュートリアル。

  3. HyperMeshチュートリアル

    HyperMeshを使用したチュートリアル。

  4. 微小変位有限要素解析(アドバンスト編)
  5. OS-T:1315 モーダル法によるブラケットの過渡応答解析

    本チュートリアルでは、既存のブラケットの有限要素モデルを用いて、OptiStructによるモーダル時刻歴動的応答解析の実行の仕方について実際に示します。時刻歴動的荷重の下でのブラケットの変形特性のポスト処理には、HyperGraphが用いられます。

  • 新機能
  • 概要
  • チュートリアル
  • ユーザーズガイド
  • リファレンスガイド
  • 例題集
  • 検証問題(英語)
  • よくある質問
索引

OS-T:1315 モーダル法によるブラケットの過渡応答解析

本チュートリアルでは、既存のブラケットの有限要素モデルを用いて、OptiStructによるモーダル時刻歴動的応答解析の実行の仕方について実際に示します。時刻歴動的荷重の下でのブラケットの変形特性のポスト処理には、HyperGraphが用いられます。


rd2030_pic1
図 1. ブラケットの有限要素モデル
ブラケットは2つの脚の底の部分が拘束されています。時刻歴動的荷重が上部の節点、穴の周りの平らな面に負のz-方向に作用します。荷重の時刻歴をFigure 2に示します。直接時刻歴解析は合計4秒間、800の増分に分割して(即ち、時間ステップは0.005)実行されます。全てのモードに臨界減衰の2%のモーダル減衰が定義されます。モードは、1000 Hzまでが考慮されます。集中質量要素がスパイダー部分の中心に定義され、穴の中心の集中質量の場所でz方向変位がモニターされます。

time_history
図 2. 作用荷重の時刻歴

HyperMeshの起動とOptiStructユーザープロファイルの設定

  1. HyperMeshを起動します。
    User Profilesダイアログが現れます。
  2. OptiStructを選択し、OKをクリックします。
    これで、ユーザープロファイルが読み込まれます。ユーザープロファイルには、適切なテンプレート、マクロメニュー、インポートリーダーが含まれており、OptiStructモデルの生成に関連したもののみにHyperMeshの機能を絞っています。

モデルのオープン

  1. File > Open > Modelをクリックします。
  2. optistruct.zipファイルから自身の作業ディレクトリに保存したbracket_transient.hmファイルを開きます。モデルファイルへのアクセスをご参照ください。
  3. Openをクリックします。
    bracket_transient.hmデータベースが現在のHyperMeshセッションに読み込まれます。

モデルのセットアップ

TABLED1カーブの作成

  1. Modelブラウザ内で右クリックし、Create > Curveを選択します。
  2. Nameにtabled1と入力します。
  3. Colorをクリックし、カラーパレットから色を選択します。
  4. Card Imageに、ドロップダウンメニューからTABLED1を選択します。
  5. ModelブラウザでTABLED1を右クリックしてEditを選択します。
  6. Curve Editorで以下の値を入力します:

    OS_1310_01
    図 3.
  7. Closeをクリックします。
    荷重の時刻歴を定義する荷重コレクターTABLED1が生成されました。

TSTEP荷重コレクターの作成

  1. Modelブラウザ内で右クリックし、Create > Load Collectorを選択します。
  2. Nameにtstepと入力します。
  3. Colorをクリックし、カラーパレットから色を選択します。
  4. Card Imageに、ドロップダウンメニューからTSTEPを選択します。
  5. TSTEP_NUMに1と入力し、Enterを押します。
  6. Nに、タイムステップ数800を入力します。
  7. DTに、時間の増分0.005を入力します。
    荷重が作用する全時間は、800 x 0.005 = 4秒となります。これは、出力要求がされる時間ステップ数の間隔になります。NOはデフォルト値の1.0です。
  8. Closeをクリックします。

DAREA荷重コレクターの作成

  1. Modelブラウザ内で右クリックし、Create > Load Collectorを選択します。
  2. Nameにdareaと入力します。
  3. Colorをクリックし、カラーパレットから色を選択します。
  4. Card Imageに、NONEを選択します。
  5. BCs > Create > Constraintsをクリックし、Constraintsパネルを開きます。
  6. nodes > by setsをクリックします。
    2つのセットが表示されます。
  7. forceを選択し、selectをクリックします。
    セット force に属する節点が選択されます。

    rd2030_pic3
    図 4.
  8. dof3を除くすべての自由度を、それぞれの隣のボックスをクリックして選択解除し、dof3のみがアクティブな自由度になるようにします。
  9. dof3に値-1500を入力します。
  10. load types=にDAREAを選択します。
  11. createをクリックします。
    これで選択された節点の負の z 方向に 1500 ユニットの荷重が負荷されます。
  12. returnをクリックし、メインメニューに戻ります。

TABDMP1荷重コレクターの作成

  1. Modelブラウザ内で右クリックし、Create > Load Collectorを選択します。
  2. Name欄に、tabdmp1と入力します。
  3. Colorをクリックし、カラーパレットから色を選択します。
  4. Card Imageに、ドロップダウンリストからTABDMP1を選択します。
  5. TABDMP1_NUMに値2を入力し、 Enterを押します。
  6. TABDMP1_NUMの下のtable_pencilをクリックし、ポップアップウィンドウで、図 5に示す数値を入力します。
  7. 下に示すように、周波数に0と1000 Hzを、減衰に0.02を入力し、周波数と減衰の関係を加えます。これにより、対象とする周波数域について減衰値の表が作成されます。

    OS_1315_02
    図 5.
  8. Closeをクリックし、Entity Editorに戻ります。
  9. TYPEをCRITに切り替え、臨界減衰を指定します。

EIGRL荷重コレクターの作成

  1. Modelブラウザ内で右クリックし、Create > Load Collectorを選択します。
  2. Nameにeigrlと入力します。
  3. Colorをクリックし、カラーパレットから色を選択します。
  4. Card Imageに、ドロップダウンメニューからEIGRLを選択します。
  5. V1に0.0と入力します。
  6. V2に1000と入力します。
  7. ND欄は空白のままにして1000 Hzまでのモードを取り出します。

TLOAD1荷重コレクターの作成

  1. Modelブラウザ内で右クリックし、Create > Load Collectorを選択します。
  2. Nameにtload1と入力します。
  3. Colorをクリックし、カラーパレットから色を選択します。
  4. Card Imageに、ドロップダウンリストからTLOAD1を選択します。
  5. EXCITEIDに、Unspecified > Loadcolをクリックします。
  6. Select Loadcolダイアログで、荷重コレクターのリストから(ブラケット上面の力を定義する前のセクションで生成された)dareaを選択します。
  7. OKをクリックして選択を完了します。
  8. 同様にして、TID欄に(荷重時刻歴を定義するために)tabled1荷重コレクターを選択します。
    加振のタイプには、荷重(力またはモーメント)、強制変位、速度、または加速度を与えることができます。TLOAD1カードイメージの[TYPE]欄で、荷重のタイプを定義します。タイプはデフォルトでapplied loadにセットされます。

荷重ステップの作成

  1. Modelブラウザで右クリックしコンテキストメニューからCreate > Load Stepを選択します。
    デフォルトの荷重ステップがエンティティエディターに表示されます。
  2. Name欄に、transientと入力します。
  3. Analysis typeをTransient (modal)に設定します。
  4. SPCに、spcを選択します。
  5. DLOADにtload1を選択します。
  6. TSTEP(TIME)に、tstepを選択します。
  7. METHOD (STRUCT)に、荷重コレクターeigrlを選択します。
  8. SDAMPING (STRUCT)に、荷重コレクターtabdmp1を選択します。
モーダル時刻歴動的応答解析の荷重、境界条件と減衰を指定したサブケースが生成されます。

出力リクエストの作成

  1. Analysisページからcontrol cardsをクリックします。
  2. Card Imageダイアログで、GLOBAL_OUTPUT_REQUESTをクリックします。
  3. DISPLACEMENTカードを定義します。
    1. DISPLACEMENTを選択します。
    2. FORMAT(1)欄は空白のままにしておきます。
    3. FORM(1)にBOTHを選択します。
    4. OPTION(1)にSIDを選択します。
    5. SIDセレクターをダブルクリックし、centerを選択します。
    6. returnをクリックします。
    この center セットは、質量要素のあるスパイダー中心の節点、即ち、節点 395 を示します。
  4. OUTPUTカードを定義します。
    1. OUTPUTを選択します。
    2. number_of_outputs欄に2と入力します。
    3. KEYWORDにH3DとHGTRANSを選択します。
    4. FREQに両方ともALLを選択します。
    5. H3D KEYWORDで、別の欄はblankに設定します。
    6. returnをクリックします。
  5. returnをクリックし、ダイアログを終了します。

ジョブのサブミット

  1. AnalysisページからOptiStructパネルをクリックします。

    OS_1000_13_17
    図 6. OptiStructパネルへのアクセス
  2. save asをクリックします。
  3. Save Asダイアログで、OptiStructモデルファイルを書き出す場所を指定し、ファイル名としてbracket_transient_modalと入力します。
    OptiStruct入力ファイルには、拡張子 .femが推奨されます。
  4. Saveをクリックします。
    入力ファイル欄には、Save Asダイアログで指定されたファイル名と場所が表示されます。
  5. export optionsのトグルをallにセットします。
  6. run optionsのトグルをanalysisにセットします。
  7. memory optionsのトグルはmemory defaultにセットします。
  8. OptiStructをクリックし、OptiStructジョブを開始します。
ジョブが成功した場合、bracket_transient_modal.femが書き出されたディレクトリに新しい結果ファイルがあるはずです。何らかのエラーがある場合、bracket_transient_modal.outファイルはデバッグを手助けするエラーメッセージを探すのに良い場所です。
そのディレクトリに書かれるデフォルトのファイルは:
bracket_transient_modal.html
問題の定式と解析結果のサマリーに関する解析のHTMLレポート。
bracket_transient_modal.out
ファイルの設定、最適化問題の設定、実行に必要なRAMおよびディスクスペースの推定量、各最適化反復計算の情報、解析時間等、特定の情報を含むOptiStructの出力ファイル。ワーニングおよびエラーに関しては、このファイルを確認すること。
bracket_transient_modal.h3d
HyperViewバイナリ結果ファイル。
bracket_transient_modal.res
HyperMeshバイナリ結果ファイル。
bracket_transient_modal.stat
解析のプロセスの間のそれぞれのステップでのCPU情報を提供する、解析のプロセスの要約。

結果の表示

  1. OptiStructパネルでHyperViewをクリックし、HyperViewを起動します。
  2. メニューバーでFile > Open > Sessionをクリックします。
  3. Open Session Fileダイアログで、入力ファイルが実行されたディレクトリからbracket_transient_modal_tran.mvwを開きます。
    荷重がz-方向のみに作用していることから、節点 395のz-方向変位の時刻歴に着目することになります。
    ファイルに含まれる変位の結果のプロットが生成されます。
  4. Visualizationツールバーでpalette-24をクリックし、Curves Attributesパネルを開きます。
  5. Curvesの下で、X TransおよびY Transカーブを個別にせ選択し、Offをクリックします。

    rd2030_pic6
    図 7.
    X TransおよびY Transカーブの表示がオフになります。
  6. options-24をクリックし節点395のy軸(すなわちZ方向変位)を画面にフィットさせます。
  7. 必要な場合、色や線の属性も変更できます。

モーダル時刻歴動的応答解析でのスパイダー中心の集中質量のZ-方向変位の時刻歴

上のイメージで観察されるように、節点 395の変位は、負のz方向の荷重に伴い、変位も負のz方向になっています。変位は、モデルのモーダル減衰により、最終的には減衰しています。

rd2030_pic7
図 8.

© 2022 Altair Engineering, Inc. All Rights Reserved.

Intellectual Property Rights Notice | Technical Support