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この新たに開発されたOptiStructの陽解法解析タイプ(ANALSIS=NLEXPL)は、OptiStructの陰解法解析と同じように、OptiStruct内部ソルバーとして開発されました。陽解法解析の入力データ(要素、材料、特性、荷重など)は陰解法解析と同じであり、出力データ構造も陰解法解析と同じです。
ノーマルモード解析は、固有値解析または固有値の抽出とも呼ばれますが、構造物が示す振動形状とそれに伴う振動数を計算するテクニックです。
定常状態の振動荷重に対する構造の応答を計算します。
実固有値解析は構造ノーマルモードの計算に用いられます。複素固有値解析では構造の複素モードが計算されます。
構造に非決定的で継続した荷重がかかっている場合に使用されます。
応答スペクトル解析(RSA)は、過渡事象での構造の最大応答を推定するテクニックとして用いられます。最大変位、応力、および力がこの方法で求められます。
時間依存の荷重に関する構造の応答を計算できます。典型的な応用例としては、地震、風、爆発を受ける構造物、または窪みを通過する車輌が挙げられます。
非線形小変位過渡応答および非線形大変位過渡応答(LGDISP)解析は現時点では、過渡の効果を含む非線形問題を解くために使用することができます。
陽解法動解析(Radioss連携)
OptiStructの陽解法動解析は、トランスレーターを介したRadioss StarterとRadioss Engineとの連携によって提供されます。Radioss連携によって、陽解法積分スキームが利用可能です。
熱解析セクションでは、次の解析の概要を示します。
電気伝導解析では、電気負荷を受ける構造内の電位の計算が行われます。
音響解析セクションでは、次の解析の概要を示します。
OptiStructとAcuSolveは、分割され調整された方法に基づいて流体-構造直接連成相互作用(DC-FSI)解析を実行するために、完全に統合されています。
疲労解析は、荷重サイクル数が大きい構造へのソリューションを目的としています。
空力弾性解析は、空力荷重がかかるフレキシブルな航空機構造物のたわみを研究するものです。航空機構造物の変形は気流に影響を与えます。
マルチボディダイナミクスシミュレーション
マルチボディシステムは、サブシステム(ボディ、コンポーネント、またはサブストラクチャ)のアセンブリとして定義されます。
ローターダイナミクスは、回転するコンポーネントを含んだ構造の解析です。
NVHの適用およびテクニック
NVHの適用およびテクニックのセクションでは、次の概要を示します:
パワートレインアプリケーション
OptiStructでは、パワートレインアプリケーションに対して業界をリードする機能およびソリューションを提供しています。本書では、パワートレイン業界のさまざまなアプリケーションに向けたOptiStructの機能を紹介します。各セクションでは、簡単な紹介の後、対応する解析タイプのフィールドでの一般的な目的が示されています。
このセクションでは、電器産業向けのOptiStructの機能について概述します。電器産業に関連する問題の例を取り上げて、一般的なソリューションシーケンス(解析技法)を紹介します。
ここでは、OptiStructを使用した航空宇宙用途向けの有限要素解析(FEA)の概要を説明します。
解析のテクニックセクションでは、次の概要を示します:
ここでは次の境界条件について説明します。
OptiStructでは、さまざまなデフォルト設定およびオプションに応じて出力が生成されます。また、ASCII(PCHなど)からバイナリファイル(H3Dなど)までさまざまな出力フォーマットで出力変数を使用可能です。
サードパーティーソフトウエアのための出力生成
サードパーティープログラム用にOptiStructから出力をどのように作成するか。
本セクションでは、以下の最適化タイプの概要を記します。
形状リカバリーツール - OSSmooth
構造最適化によって得られた結果を、設計プロセスおよびFEA再解析において使用するための形状情報に戻すことのできる半自動化された形状リカバリーソフトウェア。
OptiStructの実行時によく発生するエラーを特定し、解決するためのガイド。
エラーメッセージのデータベース
本セクションでは、数字の小さいほうからエラーメッセージをリストしています。
ワーニングメッセージのデータベース
本セクションでは、数字の小さいほうからワーニングメッセージをリストしています。
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。
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。
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。
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。
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。
構造解析セクションでは、次の解析の概要を示します。
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静荷重がかかっている構造について解析すべき、基本的な有限要素方程式は、次のように表わせます: (1)
ここで、 K は構造の剛性マトリックス(個々の要素の剛性マトリックスの集合)です。ベクトル u は変位ベクトルであり、 f は構造にかかっている荷重のベクトルです。上記の方程式は、外力と内力が釣り合っていることを意味します。
変位境界条件を適用してモデルの剛体自由度を固定しない限り、剛性マトリックスは特異マトリックスになります。
釣り合い方程式は直接または反復ソルバーで解かれます。デフォルトでは直接ソルバーが起動されます。ここで未知変位は同時に、計算効率の面から、剛性マトリックス K のスパース性と対称性を利用したGaussの消去法で解かれます。それとは別に、前処理付共役勾配法を使用した反復ソルバーを用いることもできます。直接ソルバーは非常にロバストで、高精度で効率的ですが、厚肉のソリッド構造では場合により反復ソルバーが速度の点で優れます。反復ソルバーはSOLVTYPサブケース情報入力を通して選択でき、SOLVTYPバルクデータエントリを参照します。
要素の節点における未知の変位が算出できれば、材料の構成関係を利用して応力を計算できます。変形が弾性範囲に収まっており、すなわち応力 σ がひずみ e の線形関数だと仮定されている線形静解析では、応力の計算にHookeの法則を使用できます。Hookeの法則は、 σ = C e と表すことができ、これには材料の弾性マトリックス C を使用します。ひずみ e は変位の関数です。
静荷重と境界条件は、入力デックのバルクデータセクションで定義します。これらをサブケース情報セクション内で参照する必要があり、これにはSUBCASEでSPCおよびLOADステートメントを使用します。各SUBCASEは、1つの荷重ベクトルを定義します。熱荷重は、 SUBCASEにTEMPERATUREステートメントを有するバルクデータエントリを参照することによって定義されます。
拘束されていないモデルは、慣性リリーフを使って解析することができます。 SUPORT1 サブケース情報エントリは剛体の運動を抑制する境界条件を参照します。自由度を最大6つ拘束できます。SUPORTバルクデータエントリまたはPARAM,INREL,-2を使用すると、サブケース参照を使用せずに拘束を定義することが可能です。
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