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マルチボディダイナミクスモジュールのアップデート

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 6.2 には, 電気モーターと発電機をモデリングするための新機能, 平面ジョイントに放射状拘束を追加するオプション, および拘束されていない構造の静的解析を実行するための新機能が導入されています. これらのアップデートやその他の情報は以下でご覧ください.

回転機械における磁気 - 構造相互作用をモデル化するためのマルチフィジックスインターフェース

回転機械における新しい磁気 - 構造相互作用マルチフィジックスインターフェースは, 回転する電磁モーターと発電機の構造力学と剛体ダイナミクスを解析するために必要なカップリングを設定します. このインターフェースは, 新しい磁力, 回転機械マルチフィジックスカップリングを通じて, マルチボディダイナミクスインターフェースと磁気 (回転機械) インターフェースを組み合わせます. カップリングは構造物理と電磁物理をドメインレベルで接続し, マックスウェル応力によって剛体または変形した回転構造に負荷を加えます. この機能を使用すると, 空隙力に起因する変形と応力が電気モーターのステーターとローターの両方にどのように分布するかを計算できます. (アプリケーション例には, 磁気軸受やアンバランスローターなどがあります) このインターフェースは, 新しい 永久磁石モーターの磁気構造相互作用 チュートリアルモデルで使用されています. この機能には AC/DC モジュールが必要であることに注意してください.

 
永久磁石モーターのアニメーション. ローターの磁束密度と変位を示します.

平面ジョイントの放射拘束

平面ジョイントでは, 拘束機能に放射拘束を追加する新しいオプションが導入され, 拘束円の中心と半径を設定できます. このオプションを使用すると, 放射拘束がボディの平面運動に適用されます. これは, ボディの運動を動径方向に制限する仮想のストッパー円を配置するのと同等です.

 
不均一な質量分布を持つ環状ディスクが傾斜面上を滑るアニメーション. 放射拘束を使用すると, 物理的にテストすることなく境界壁の効果をモデル化できます.

慣性緩和解析

慣性緩和解析は, 外部荷重によって加速される非拘束構造に対する特別なタイプの静的解析であり, 外部荷重と構造の慣性力が動的力のバランスを維持する必要があります. すべての構造力学インターフェースに, 新しい慣性緩和機能が追加されました. この機能を使用すると, 加速場, 対応する慣性力, および結果として生じる応力を計算する特別なスタディシーケンスの設定を自動化できます.

An airplane model showing the deformations of the wings in the Prism color table.
懸垂操縦中の航空機の翼の変形.

懸垂操縦中の航空機の翼の変形

埋め込み鉄筋マルチフィジックスカップリングを使用する場合, ワイヤーインターフェースから柔軟な固体ドメインに要素を埋め込み, 鉄筋として機能させることができるようになりました. さらに, 構造力学モジュールのライセンスを使用すると, トラスまたは梁インターフェースからエッジ要素を挿入したり, メンブレインインターフェースからサーフェス要素を, マルチボディダイナミクスインターフェースでモデル化されたドメインに挿入したりすることもできます. この新しい機能は, たとえばワイヤーで強化されたベルトドライブなどの構造をモデル化する場合に役立ちます. また, 埋め込み要素と周囲の固体の間の剥離をモデル化するために使用することもできます. 接続は完全に剛体または柔軟にすることができます.

The COMSOL Multiphysics UI showing the Model Builder with the Embedded Reinforcement node highlighted, the corresponding Settings window, and a cable–pulley model in the Graphics window.
ケーブルプーリーシステムを強化するために使用される埋め込み補強材.

接触モデル化における非拘束構造

接触の問題では, 接触が確立されるまで拘束が不十分であることがよくあります. その結果, 剛性行列は特異になります. この固有の問題を軽減するために, 新しい安定化機能が追加されました.

Half of a tube connection model showing the contact pressure in the Rainbow color table.
ボルト締めされたチューブ接続の接触圧.

制限付き変位

制限された変位 (つまり, 点, エッジ, または境界が特定の方向に移動できる最大距離) を規定する機能が, 固体力学, マルチボディダイナミクス, シェル, 積層シェル, およびメンブレンインターフェースに追加されました. この機能は接触解析の簡易版とみなすことができ, 動きを止めるために 2 番目のオブジェクトは必要ありません. 以前のバージョンでは, この機能は梁やトラスなどのエッジタイプのインターフェースでのみ利用可能であったため, エッジまたはポイント以外には適用できませんでした.

 
パイプの径方向の変位を制限するパイプ位置合わせガイド. 完全な接触解析の代わりに, [制限]オプション付き拘束変位境界条件が使われています. アライメントガイド (ここではリングで表されています) は変位の限界を可視化しますが, モデルの一部ではありません.

新しいチュートリアルモデル

COMSOL Multiphysics® バージョン 6.2 では 2 つの新しいチュートリアル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.