衝突についてのボルトのモデル化

ボルトの結合のモデル化、およびより詳細な結果精度のモデル化には、さまざまな方法があります。

• 剛体ボルト
• スプリング（およびプリテンション）を含む剛体ボルト
• スプリングおよびプリテンションを含む可変形ボルト
• 初期応力を含む可変形ボルト

ボルトがリンクされるパートに結合される1つの剛体（/RBODY）を使用するのが最も簡単な方法です。この方法は非常に安定しており、モデル化も容易ですが、ボルトのプリテンション、弾塑性、および破断挙動を考慮することはできず、力の出力はなく、穴を通過するボルトヘッドのモデル化はできません。

図 2. 剛体ボルトモデル化の手法

ボルトにリンクされる各パートセットに結合される２つの剛体（/RBODY）を使用し、両方の剛体間にスプリング要素（/PROP/SPR_BEAM）を設定します。この方法では、任意の方向での弾塑性および破断挙動を記述することができ、/TH/SPRINGを使用して、ボルトを通過する力（垂直力、せん断力、モーメント）を出力することも可能です。この方法は、自動車の衝突解析によく使用されますが、プリテンションのモデル化機能は限定されます。

図 3. スプリングを含む剛体ボルト

この方法でプリテンションを記述するには、２つのスプリング要素（/PROP/SPR_PREと/PROP/SPR_BEAM）を追加する必要があります。プレロードのシミュレーションには/IMPDISPまたは/CLOADを使用できます。Radiossにより自動平衡状態が計算されます。

図 4. スプリングを含むプリテンションのモデル化

ボルトはソリッド要素（/BRICKまたはその他のソリッド要素タイプ）でメッシングされ、中央で切断されています。メッシングされたボルトの各側に結合された2つの剛体、および上記のような剛体間の一連のスプリング（/PROP/SPR_BEAMによる2つのスプリングと/PROP/SPR_PREによる1つのスプリング）が、プリテンションの記述に使用されます。この詳細なモデルでは、穴を通過するボルトヘッドをシミュレーションで考慮することができます。

図 5. スプリングおよびプリテンションを含む可変形ボルト

この方法では、ボルトがソリッド要素（/BRICK）で完全にメッシングされ、より現実的となっており、材料および破壊特性が容易に定義できます。/SECTを使用して、ボルト内の断面力 / モーメント（/TH/SECT）が取得されます。プリテンションを定義するには、初期解析（ボルトの引張り試験）を行うための初期応力（/INIBRI/STRS_F）が必要です。

図 6. 完全にメッシングされた可変形ボルト