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変位メッシュを用いた解析

本例題について

解析手順(要約)

  1. 変位後の解析に使用する解析条件も含めて、必要なすべての解析条件を設定します。
    選択ソルバを切り替えて、必要な条件設定を行います。
    選択ソルバの切り替え方法は「ソルバの選択」を参照してください。
     

  2. 選択ソルバを応力解析に切り替えます。
    応力解析を実行し、変位メッシュの計算結果ファイルを得ます。
    計算結果保存時に変位メッシュは自動で生成されます。
    変位メッシュの計算結果ファイルは、ファイル名に”変位メッシュ”の文字が追加されています。

  3. 解析モデルを複製します。
     

  4. 複製先の解析モデルで、変位メッシュで行う解析に応じて選択ソルバを切り替えます。
     

  5. [モデル]タブのの[解析実行]の下の▼を押し、

    サブメニューから「既存メッシュで解析実行」を選択し、2で得た変位メッシュの計算結果ファイルを指定し解析を実行します。

    「既存メッシュで解析実行」
    の使用方法は「既存メッシュで解析実行」を参照してください。
     

  6. 解析手順の詳細は下記をご一読ください。

 

解析空間

項目

条件

解析空間

3次元

モデル単位

mm

 

解析条件

GalileoCoulombの2つのソルバを切り替えて使用します。

項目

条件

ソルバ

応力解析[Galileo]

電場解析[Coulomb]

解析の種類

定常解析

 

熱荷重 タブにて基準温度を設定します。

タブ設定

設定項目

条件

熱荷重

到達温度

200[degree]

モデル図

まず立方体形状のソリッドボディを作成し、アルミナを設定します。

さらに電極としては2枚のシートボディを作成し、それぞれに電位の境界条件のみを設定します。

応力解析で変位メッシュを得た後に境界条件の追加はできないので、電場解析で必要となる境界条件を予め設定しておく必要があります。

モデルの作成方法については「モデリング」を参照してください。

 

 

ボディ属性および材料の設定

2つのシートボディは電位境界条件の設定(転写)用に作成しています。

このようなボディを転写用ボディと呼びます。

転写用ボディにはボディ属性の設定や材料設定の必要はありません。

ボディ No./ボディ タイプ

ボディ属性名

材料名

0/Solid

Block

001_アルミナ※

1/Sheet

転写用ボディ

 

2/Sheet

転写用ボディ

 

※材料データベースを利用

境界条件

応力解析

境界条件名/トポロジ

タブ

境界条件の種類

V0/Face

機械

拘束なし

V1/Face

機械

拘束なし

※応力解析の境界条件は「拘束なし」が初期設定です。
 

電場解析

境界条件名/トポロジ

タブ

境界条件の種類

条件

V0/Face

電気

電気壁

電位指定 0[V]

V1/Face

電気

電気壁

電位指定 +1[V]

解析手順(詳細)

  1. 応力解析の解析条件を設定します。

    [モデル]
    タブの

    [解析条件]
    を選択します。

    [ソルバの選択]タブで[応力解析 Galileo]にチェックします。


     

  2. [応力解析]タブをクリックします。

    熱荷重にチェックを入れます。熱荷重タブが使用可能になります。


     

  3. 熱荷重タブを選択します。
    到達温度を200℃に設定し、[OK]ボタンを押下します。


     

  4. ソリッドボディのボディ属性/材料定数を下記のように設定します。
    設定方法は「ボディ属性/材料定数の設定方法」を参照してください。


     

  5. シートボディに境界条件を設定します。
    境界条件名は上記の「モデル図」のようにV0、V1とします。
    それぞれのシートボディに境界条件を設定してください。
    応力解析ではシートボディの境界条件を「拘束なし」に設定します。
    境界条件の設定方法は「境界条件の設定方法」を参照してください。


     

  6. 電場解析の解析条件を設定します。

    [モデル]
    タブの

    [解析条件]
    を選択します。

    [ソルバの選択]タブで[電場解析 Coulomb]にチェックします。


     

  7. [電場解析]タブをクリックします。
    下記のように設定し、[OK]ボタンを押下します。


     

  8. シートボディに電位の境界条件を設定します。
    境界条件名は上記の「モデル図」のようにV0、V1とします。
    「電気壁」の「電位指定」でそれぞれのシートボディに条件を設定してください。
    境界条件の設定方法は「境界条件の設定方法」を参照してください。


     

  9. 選択ソルバを応力解析に切り替えます。

    [モデル]
    タブの

    [解析条件]
    を選択します。

    [ソルバの選択]タブで電場解析のチェックを外し、応力解析を選択します。
    [OK]ボタンを押下します。


     
     

  10. [モデル]タブ

    [解析実行]
    を選択し、解析を実行します。
     

  11. [アプリケーション]メニューから、[保存] を選択し、解析結果を保存します。

    プロジェクトファイルと同じ場所の「プロジェクト名.Results」フォルダに2種類の計算結果ファイル(.pdt)が生成されていることを確認します。
    ファイル名に”変位メッシュ”の文字が入っているファイルが変位メッシュを含んだ計算結果ファイルです。

  12. 解析モデルを複製します。
    プロジェクトツリーで解析モデルを右クリックし、[プロジェクト内に複製]を選択します。

     

  13. 複製先解析モデルの選択ソルバを電場解析に切り替えます。

    [モデル]
    タブの

    [解析条件]
    を選択します。

    [ソルバの選択]タブで応力解析のチェックを外し、電場解析を選択します。
    [OK]ボタンを押下します。


     

  14. [モデル]タブのの[解析実行]の下の▼を押し、

    サブメニューから「既存メッシュで解析実行」を選択します。

    11で得られた複製元解析モデルの変位メッシュの計算結果ファイルを用いて解析を実行します。

    「既存メッシュで解析実行」
    の使用方法は「既存メッシュで解析実行」を参照してください。

解析結果

変位前後で静電容量の値および全体寸法が変化していることから、変位後のメッシュを用いて計算がされていることが
確認できます。
 

変位前の静電容量の解析結果は、[解析結果]タブの、

 

 

 [テーブル] で表示できます。

 

 


 

変位後の静電容量の解析結果は、以下のようになります。