CAE解析

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メカ

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注意点

  • 軽量化にあたって、そもそもその軽量化が製品全体に対してどれくらいの効果を持つかを考えて、優先度を決めなければならない。
    • 重量はきちんと目で見える形で認識できるようにしないといけない。
    • 直観が非常に大事。何パーセント下がったか？
  • 目標設定は，降伏/4(10万回疲労)/2（射出成形の内部応力や繊維方向の考慮）
    • 静的に100㎏かけて壊れなかったら家電では十分と思われる

参考資料

TODO

  • STLの体積を求める方法
  • Elmerのelment=pc2をきちんと調べないといけない。もしかすると二次要素かもしれない。だとしたら必須

Autodesk Inventor

  • http://images.autodesk.com/apac_japan_main/files/inventor_skill_builder_simulation_contact_j.pdf

  • http://www.cadjapan.com/topics/3dcad/121122_inventor.html

    • 形状最適化もできる

  • inventor 接触解析

  • 環境->構造解析（構造解析モードに入ったら、構造解析リボンですべてを済ませるようにすること。ほかのところにいくと苦労する。）

  • Inventorの構造解析のよい資料（11pがよくまとまってる）

  • 「スライド/接触なし」などの表現（全て食い込むことはできない＋滑り条件＋分離条件）

    • スライド：滑れる
    • スライド：滑らない
    • 分離：離れることができる
    • 分離なし：離れない

  • 拘束

    1. 周りの物体との拘束関係が6軸のうちどれか
    • 場合の数問題のように、「この条件を加えると物体のどの方向が拘束されるか？」を考慮する
    1. その次に、どこをどうしようもない拘束とするかを考える

  • どこに力がかかっているのか（下のごく一部かもしれない、歯車の3枚だけに集中しているかもしれない、なるべく近似しないで）

  • ベルトは最後の1枚が70%の力を持っている。3枚でほぼ100%とみなしてよい。トルク近似はNG

自動弾性有限要素法解析

手順

  1. OpenSCADでSTLを生成．OpenSCADの単位系はmmであることに本当に注意
  2. netgenでSTLをElmer Formatに変換
  3. Elmer FormatをElmerGUIで開いて、SIFファイルを変換。vtkファイル出力、pc2, scale=0.001を忘れずに編集。
  4. ElmerSolver [name].sifで、Elmer Formatをvtkファイルに変換。
  5. Paraviewで、vtkファイルの結果表示
  6. vtkがinventorなどの権威あるソフトの結果と一致するかを確認
  7. もしOKならば、OpenSCADの自動生成からvtkまでの流れを自動で回す
  8. 無数のvtkを評価するプログラムを作成して最適パラメータを探す。評価は、材料重量・ミーゼス応力・変位を用いる

コマンド

# outputというディレクトリの中にElmer形式のファイルが4つ生成される
export NETGENDIR=/usr/share/netgen; netgen -geofile input.stl -meshfiletype="Elmer Format" -meshfile=output -batchmode
cp analize.sif output; cd output
ElmerSolver analize.sif
cd -
#paraview # 特に描画が必要な時

ソフト一覧

OpenSCAD

Netgen

  • インストール
sudo apt-get install netgen
  • 環境変数の設定が必要（couldn't read file "./ng.tcl": no such file or directory）
export NETGENDIR=/usr/share/netgen

Elmer

  • Elmerファイル形式の説明

  • ElmerGUIのドキュメント

    1. View->compass
    2. Elmerの設定の動画を参考にしながら方程式・材質・物体にかける力・境界条件を設定
    3. Model->Summaryを確認（STL出力からでもBoundaryもきちんと書いてある！）
    4. SIF->Edit->Saveでsifを保存（しないとシミュレーションできない）
    • この時にSimulationセクションでcoordinate scaling=0.001を加筆する（Elmerの距離単位系がmに対してCADの単位系がmmであることに由来）
    1. Run->Postprocessorで簡易的な表示．Surfaces->Displacement_x, vonmisesで変位とミーゼス応力分布．Vectors->Displacementで方向が見える

  • ElmerNonGUI Tutorial

  • ElmerSIF

paraview

  • インストール
sudo apt-get install paraview
  • Vonmisesがミーゼス応力，Displacementが変位
  • 緑の梁が曲がっているアイコンが、見た目を大げさにするもの
  • □が書かれているアイコンが、切断して表示するもの
  • 大変そうなチュートリアル

最終更新: 2020-01-01