【1.始めよう設計者CAE!】vol7. 仮想パーツの活用

CATIA GPSではASSY構成部品のうち剛性に関与しない部品はメッシュ分割せずに仮想パーツとして解析モデルに組み込むことができます。
たとえば図1のような積載物の載った架台の強度解析を行う場合、積載物は構造部材として影響しないため解析対象から外して、その自重のみを考慮して架台を単体で解析することができます。また架台根元の垂直板をボルトで取り付けている壁面は、構造部材として考慮せずに剛な接触面として境界条件を設定します。


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GPSでは前者の積載物を平滑仮想パーツとして、また後者の取付け壁面を接触仮想パーツとしてモデル化することができます。GPSはこの他に剛体仮想パーツを備えており、仮想パーツがどのように結合されているかによって使い分けできるようになっています。図2にこのモデルへの仮想パーツ活用例を示します。


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積載物はメッシュ対象とせずに重心位置にハンドラ点を作って平滑仮想パーツとして定義します。そしてそのハンドラ点に積載物の質量を与えます。また壁面側の境界条件は垂直板の背面に接触仮想パーツをつけて接触の条件を設定します。接触仮想パーツおよびボルト穴はクランプ拘束を設定して架台全体の剛体移動を防ぎます。

このように仮想パーツの活用により、設計者は不要な形状モデルのメッシュ作成を省略できたり、壁面接触のようなリアリスティックな境界条件の設定が可能になります。
この架台の解析結果を図3に示します。このように仮想パーツを活用すると剛体壁への取付け部についてリアリスティックな変形が得られます。


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次回は実験データや他の解析結果と連携するときに役立つデータマッピングについて紹介します。

コラム「始めよう設計者CAE!」一覧

コンセプト編

  1. 設計者CAEの誕生とCAEフロントローディング推進
  2. 設計者CAEのメリット(設計者CAEと専任者CAEの違い)

テクニカル編

  1. 線形解析と非線形解析の違い
  2. フォン・ミーゼス応力の真意
  3. 特異点に気を付けよう
  4. 計算結果の精度を保つメッシュサイズの目安
  5. 仮想パーツの活用
  6. データマッピング
  7. ボリューム分割アドバンストメッシング
  8. 1次要素と2次要素の使い分け
  9. CAEテンプレートの活用
  10. 設計者CAEステップアップに向けて