マルチボディダイナミクスモジュールアップデート

COMSOL Multiphysics® バージョン 5.4 のマルチボディダイナミクスモジュールでは アセンブリのための流体-構造相互作用, フレキシブルアタッチメント, ポスト処理をアシストする参照座標系などが含まれます. マルチボディダイナミクス機能の詳細は以下をご覧ください.

アセンブリのための流体-構造相互作用

流体-構造相互作用マルチフィジックスカップリングが拡張され, 流体とマルチボディ系との間の相互作用を含むことができるようになり, 機械構造と流体の相互作用を解析できるようになりました. ほとんどのマルチボディ系はアセンブリからなるので, この機能は固体ボディ上のメッシュが流体メッシュに対して滑っていくようなタイプの新しいカップリングになります.

A model of the interaction between a fluid and multibody system. 流体中に浸かった機械構造の閉じる動きと流体が起こす前向きの運動. マゼンタ色の矢印は構造の速度, 赤矢印は流体速度, 流体の表面色は圧力, 機械構造表面色は変位を表します. 流体中に浸かった機械構造の閉じる動きと流体が起こす前向きの運動. マゼンタ色の矢印は構造の速度, 赤矢印は流体速度, 流体の表面色は圧力, 機械構造表面色は変位を表します.

フレキシブルアタッチメント

アタッチメント機能がフレキシブル定式化でアップグレードしました. この機能を有効化することで, アタッチメントの連結した境界上の人工的硬化や異常解を避けることができます. この新しい定式化で, 境界は変形することができ, 力と運動量の平衡を保ちながら, 平均的な意味で拘束を適用することができます.

この機能は次のモデルで使われています:

An example of using a flexible attachment in a model. 固定またはフレキシブルアタッチメントを使った場合のヒンジジョイント近くの局所応力状態の比較 固定またはフレキシブルアタッチメントを使った場合のヒンジジョイント近くの局所応力状態の比較

回転要素軸受

6つの回転要素軸受モデルがマルチボディダイナミクスインターフェースに追加され, 軸受で支持された回転ボディの信頼性の高いモデリングが可能になりました. それぞれの軸受は1列または2列の回転要素を持つことができます. この軸受モデルは回転要素と内外レースとの接触剛性の非線形表示を含みます. この機能の使用にはローターダイナミクスモジュールライセンスが必要です.

Six different bearing types. 異なる軸受タイプとジオメトリパラメーター 異なる軸受タイプとジオメトリパラメーター

結果表示のための参照座標系

マルチボディダイナミクスモデルでは, 変位や速度のような結果を移動パーツに対して相対的な座標系でプロットしたいことがよくあります. マルチボディダイナミクスノードの新しい結果セクションでボディ定義の参照座標系を選択することでこれができるようになりました. 剛体ドメイン, アタッチメント, ギアのいずれの機能も参照座標系を定義するボディとして選択できます.

この機能は次のモデルで使われています:

A helicopter rotor blade model using reference frames. ヘリコプターの回転翼先端軌跡. 翼アタッチメントとともに回転する座標系で表示. ヘリコプターの回転翼先端軌跡. 翼アタッチメントとともに回転する座標系で表示.

解析的法線方向を用いたローラー条件

新しいローラー境界条件では, 構造が滑る面を解析的に指定することができます. この機能は有限変位と回転も可能にします. この機能によって, インポートされたメッシュで起こりうる不完全な境界表面を避けることができます.

A demonstration of the Roller boundary condition. 円筒面で定義されたローラー条件がこのバーの中間位置で使用されています. バーは自由にその軸の周りを回転することも, 軸に沿って併進することもできます. 円筒面で定義されたローラー条件がこのバーの中間位置で使用されています. バーは自由にその軸の周りを回転することも, 軸に沿って併進することもできます.

ローラー力分布

ラジアルローラー軸受機能では接触メカにクスを使って接触力を正確に計算し, 各ボールとローラーによる力の伝達を見積もります. 内側レースに連結する境界上の軸受におけるローラー力分布を可視化することができるようになりました. この機能は マルチボディダイナミクスインターフェースで利用できますが, ローターダイナミクスモジュールのライセンスが必要です.

A model demonstrating the Radial Roller Bearing feature. ギアローターアセンブリにおける全ての軸受のローター変位とローター力. 右上: 前面ビュー ギアローターアセンブリにおける全ての軸受のローター変位とローター力. 右上: 前面ビュー