マルチボディダイナミクスモジュールアップデート
マルチボディダイナミクスモジュールのユーザー向けに, COMSOL Multiphysics® バージョン6.0は, 改良された剛体接触, コンポーネントモード合成, および任意の位置での点荷重の新機能を提供します. これらのアップデートの詳細については以下をお読みください.
コンポーネントモード合成
固体力学およびマルチボディダイナミクスインターフェースを使用して構築された線形コンポーネントは, Craig–Bampton 法を使用して, 計算効率の高い低次元モデルに縮小できます. このようなコンポーネントは時間依存または定常解析で, 完全に縮小されたコンポーネントで構成されるモデルでか, または縮小されていない弾性有限要素モデルと一緒に使用できます. 後者は非線形にすることができます. コンポーネントモード合成 (CMS) または動的サブストラクチャリングと呼ばれるこのアプローチは, 計算時間とメモリ使用量の点で大幅な改善をもたらすことができます. 縮小されたコンポーネントでの応力やひずみなどの結果は, モデルの他の部分と同じ方法で表示できます. この新しい機能は Modeling Vibration and Noise in a Gearbox: CMS Version チュートリアルモデルで使われています.
剛体接触の新しい円筒形状
マルチボディダイナミクスインターフェースで使用できる剛体接触機能が拡張され, 追加の標準形状が 3D および 2D で使用できるようになりました. 3D で円筒形状がサポートされるようになったことにより, 球-円柱および円柱-円柱の接触をモデル化できます. 新しいシリンダーとシリンダーの接点は, たとえば次のシナリオを処理できます:
- 平行, 交差, または平行でも交差していない構成
- 有限または無限円筒
- 外部または内部接触
この新しい機能は Dynamics of a Roller Conveyor チュートリアルモデルで使われています.
剛体接触の新しい平面形状
以前のバージョンでは, 剛体接触機能のユーザー定義の任意形状オプションを使用して, 平面形状との接触をモデル化することができました. 現在 3D および 2D の剛体接触機能で平面形状が直接サポートされています. これは以前のバージョンで使用されていたメッシュベースの任意の形状オプションと比較して計算効率が高くなります. この新しいオプションにより, 球-平面および円柱-平面の接触を3Dでモデル化し, 円-平面の接触を 2D でモデル化することができます. この新しい機能は Dynamics of a Roller Conveyor チュートリアルモデルで使われています.
剛体接触の形状パラメーター計算
前のバージョンの COMSOL Multiphysics® では, 標準形状の剛体の幾何学的形状パラメーター (半径, 中心, 軸, 長さなど) は, ユーザーが剛体接触ノードで手動で指定しました. 今回は2Dと3Dの両方で, このような幾何学的パラメーターは選択された剛体ドメインの幾何学的形状から自動的に決定されます. これにより, モデリングプロセスがより簡単かつ堅牢になります. この機能は Dynamics of a Roller Conveyor チュートリアルモデルで見ることができます.
任意の位置における点荷重
新しい点荷重 (自由) およびリング荷重 (自由) 機能を使用すると, 幾何学的な点またはメッシュノードと一致しない任意の場所に点荷重を適用できます. これは次の場合に特に役立ちます:
- インポートされたメッシュで, 荷重適用には不向きな点がある場合
- 移動荷重
- 多数の点荷重で, 全ての点でジオメトリを構成するのが非現実的な場合
この機能は固体力学, シェル, プレート, メンブレイン, 梁, トラス, マルチボディダイナミクスインターフェースで使用できます.
機械接触の簡便モデリング
機械接触を含むアセンブリの構造解析の設定が大幅に簡単になりました. これは, ペア, 接触, および導通機能の自動化が組み込まれているためです. モデルに少なくとも1つの接触ペアがある場合, デフォルトの接触ノードが関連する構造力学インターフェースに自動的に作成されます. 同様に, 少なくとも1つのIDペアがある場合, デフォルトの連続ノードが自動的に作成されます. したがって, ジオメトリ内のパーツが互いに隣接して配置されている場合, ジオメトリシーケンスのアセンブリノードで自動ペア作成を使用していると仮定すると, それらはフィジックスとしても接続されます.
ペア機能の一般的な再定式化の結果, 接触の現在のフィジックス外のソースチェックボックスは不要になり, 廃止されました. つまり異なるフィジックスインターフェース間の接触も自動的に処理されます.
全ての接触と連続を含むモデルはこの定式化に更新されました.
新しいダンピングモデル
線形弾性材料機能に新しいダンピングモデルが追加されました:
- 波の減衰モデルは本質的に粘性モデルですが, 材料内の弾性波の減衰の測定データによって与えられたパラメーターを使用します.
- 最大損失係数モデルは, 主に, 損失係数の表現が周波数領域で適切な説明を提供する材料の時間領域解析を目的としています.
低減積分
低減積分として知られる数値手法のための新しいフレームワークが追加されました. 積分の削減は積分点あたりの計算コストが高い場合に特に役立ちます. これは多くの高度な材料モデルに当てはまります. 一部の材料モデルでのロック問題を軽減するためにも使用できます. 線形形状関数を持つ要素の場合, 積分低減すると剛性マトリックスに特異点が生じる可能性があります. これは, アワーグラス安定化を追加することで打ち消されます. 削減積分はさまざまな材料モデルの直交設定セクションから制御されます. 線形弾性材料などのトップレベルの材料モデルで使用できます. 選択した積分ルールは, 追加される可能性のあるすべてのサブノードに継承されます.
混合配合の改善
混合配合を選択するオプションがある材料モデルで, 追加の従属変数 (圧力または体積ひずみ)の離散化を変更できるようになりました. これにより圧縮率の低い材料のロックや不安定性を簡単に回避できます.
線形弾性材料設定で混合配合を選択すると, 材料モデルの新しい離散化セクションが自動的に表示されます. このセクションでは追加の従属変数のさまざまなタイプの形状関数から選択できます.
新しいチュートリアルモデル
COMSOL Multiphysics® バージョン6.0 ではいくつかの新しいモデルがマルチボディダイナミクスモジュールに追加されました.
ローラーコンベヤーの力学
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ギアボックスの振動とノイズのモデリング: CMS バージョン
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コンポーネントモード合成チュートリアル
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