salome-meca 接触解析メモ

摩擦なしの接触解析†

ジオメトリー†

• 通常通りモデルの作成を行う。今回は摩擦なしの接触解析のため接触している2つの部材を作成する。通常2つの部材を一つのモデルにする場合、結合又はコンパウンドするが今回はメッシュの段階でコンパウンドするため、部材ごとでグループを作成してジオメトリーは終了

メッシュ†

• 今回は一つ一つメッシュを切る。（摩擦なしの接触解析を行う場合同じ大きさでメッシュを作成するとノードが一緒の箇所が出るためうまく計算してくれない）メッシュを作成するを選択し3Dアルゴリズムを3D、2Dアルゴリズムを2D-1Dとする。詳細設定の歯車マークをクリックしてメッシュの最大、最小を決める。
• 各部材でジオメトリーからグループの作成を行う。その後2つの部材をコンパウンドする。

Aster study†

• Aster studyで使用するコマンドを以下に示す。

  コマンド名	使用用途	カテゴリーの名前
  LIRE_MAILLAGE	メッシュの選択	mesh
  AFFE_MODELE	モデル形状の指定	model Definition
  DEFI_MATERIAU	材料諸量の指定	material
  AFFE_MATERIAU	各モデルの材料諸量の指定	material
  DEFI_FONCTION	時間の指定	Functions and Lists
  DEFI_LIST_REEL	時間ステップの指定	Functions and Lists
  AFFE_CHAR_MECA	境界条件の指定	BC and Load
  DEFI_CONTACT	摩擦なしの接触の指定	BC and Load
  STAT_NON_LINE	非線形解析の設定	Analysis
  CALC_CHAMP	計算の指定	Post processing
  IMPR_RESU	出力の指定	output

• 今回の摩擦なしの接触解析では境界条件の設定と非線形解析の設定に注意する。
• 境界条件の設定では通常通り固定面を固定したあと載荷線または載荷面も固定する。載荷面の固定は強制変位を与える軸ではない軸だけを固定する。（Enforce DOF）
• BC and Loadを一回閉じて別のコマンドとしてBC and Loadを選択する。（load load0の2つが作成されるはず）Enfoce DOFで強制変位の設定を行う。載荷面を選択して変位方向に変位を設定する。
• DEFI_CONTACTを選択して接触条件を与える。modelはmodel FORNULATION は続行（CONTINUE）を選択　zoneは1itemにしてGROUP_MA_MAIT は接触する面、GROUP_MA_ESCLは違う部材の接触する面
• 接触面が複数ある場合はその分zoneのitemの数を増やしておかないとエラーが出てしまう。
• STAT_NON_REELの設定　（非線形解析と一緒）
• DEFI_CONTACTを選択して接触条件を与える。modelはmodel FORNULATION は続行（CONTINUE）を選択についてだが、DISCRETEにする必要があるのかもしれない。

摩擦係数ありの接触解析†

摩擦ありの接触解析は摩擦なしの接触解析の設定とほとんど同じである。変更点はDEFI_CONTACTの中のDISCRETEを選択し、その中身のALGO_CONTをPENALISATION(ペナルティー法)に変更する。

• DEFI_CONTACT
  • model>model
  • FORMULATION>DISCRETE
  • ZONE(1item)
    • GROUP_MA_MAIT>face(BOX1の接触面)
    • GROUP_MA_ESCL>face(BOX2の接触面)
    • ALGO_CONT>PENALISATON
    • E_N(接触面に働く荷重Fを発生させるためのバネ定数)
    • FROTTEMENT>COULOMB(クローン摩擦を定義)
    • COULOMB(摩擦定数)
    • E_T(摩擦力を発生させるためのバネ定数)
• 以上のことを設定させる必要がある。

DEFI_LIST_INST時間ステップ幅の自動調整機能†

DEFI_LIST_INST時間ステップ幅の自動調整機能とは†

• 非線形解析や接触解析では荷重や変位を細かく分割して徐々に与えていくが解析の過程で一部非線形性に強いところがあるとその部分に合わせて全体を細かくすることになる。そこで計算が収束せず終了してしまうことがある。

その場合に便利なツールがDEFI_LIST_INST時間ステップ幅の自動調整機能である。 DEFI_LIST_INST時間ステップ幅の自動調整機能は初期の時間ステップ幅を計算していて計算が規定のイテレーション回数で収束しなかったり剛性マトリクスが異常になるほどエラーが発生した場合、中止するのではなく時間ステップを細かくした上で、その時点から計算を再開してくれるツール。

詳細設定†

• DEFI_LIST
  • METHODE(AUTOにすると時間ステップ幅が自動計算される)
  • LIST_INST(DEFL_LIST_REELで定義した基本的時間ステップを使用する。)
  • PAS_MIN(許容される最小ステップ幅)
  • PAS_MAX(許容される最大ステップ幅)
  • MB_PAS_MAX(許容される最大ステップ数　大きい方が良い)
• ECHEC
  • EVEEMENT(ERREURにするとイテレーション回数オーバー、マトリクスSingularの場合に適応される)
  • SUBD_PAS_MIN(時間ステップ幅が分割される際の最小値を指定、デフォルトでは0になっていて無限に分割されるため小さな値を入れといた方が良い)
  • SUBD_METHODE(分割方法　UNIFORME等分割)
• ADAPTAATION(時間ステップを細かくする)
  • EVENEMENT(適用に判断する方法を指定する)
  • NB_INCR_SEUIL2
  • NOM_PARA_NBITER NEWTON
  • CRIT_COMP:LE
  • VALEI:5
    • 以上の設定でニュートン法のイテレーション回数が5以下のステップ（インクリメント)が2回続いたときに適用される
  • PCENT_AUGM（条件が適用されたとき、現在の時間ステップ幅を何％増やすかという設定）

資料†

• SALOME-Mecaの使用法解説(岐阜高専)
• 小林技術士設計事務所

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