非線形材料による静解析

イベントを設定する

非線形材料による静的応力シミュレーションでイベントを定義する場合、2 つのパラメータを使用できます。これらは、[解析パラメータ]ダイアログ ボックスの[イベント]タブ内のテーブルで指定します。イベントの長さは、[持続時間]列(最初の列)で指定する必要があります。結果で計算する[時間ステップ数]の値を 2 番目の列で指定する必要があります。

別の方法として、[キャプチャ レート](1 秒あたりに計算されるステップ数)または[時間ステップ サイズ]を指定して、イベントを定義することもできます。必要に応じて、ドロップダウン リストを使用して、[ステップ入力]の方法を[時間ステップ数]から 2 つの代替方法のいずれかに変更します。変更した場合、それに応じてイベント テーブルの 2 番目の列が更新されます。

選択した入力方法に関係なく、時間ステップ数は整数である必要があります。このため、時間ステップ数が整数以外になるパラメータの組み合わせを入力した場合、パラメータが自動的に調整されます。たとえば、0.3 秒の持続時間を指定し、キャプチャ レートを毎秒 25 に指定した場合、時間ステップ数は 7.5 (0.3 * 25 = 7.5)となります。この場合、時間ステップが整数になるよう入力内容が調整されます。いずれかの一連の入力内容を変更すると、もう一方も更新されます。

注: 解析が静的で、理論上、時間に依存しない場合でも、非線形の本質的な問題(大きなひずみ、非線形材料特性など)により、数多くのステップまたは反復で解析を実行する必要があります。ソフトウェアでは、これらのステップは、時間ステップとして認識されます。 次の説明では、時間および時間ステップ サイズへの参照はすべて荷重ケースまたはステップ番号として解釈できます。

イベント テーブルでは複数の時間増分を指定できます。時間間隔を追加または削除するには、[行を挿入][行を追加]、または[行を削除]ボタンを使用します。複数の間隔を使用する場合の例として、材料の塑性変形により、構造物の変形の変化が速くなる場合が挙げられます。応力が線形であり、モデルが比較的安定している場合は、低精度のキャプチャ レートを指定します。塑性変形時に生じる状態の急激な変化をキャプチャする場合は、高精度のキャプチャ レートを指定します。

2 つの追加の列には、[総時間][総ステップ]が表示されます。これらの数量は累積的です。つまり、前の各行の時間およびステップ数が現在の行の時間およびステップ数に加算されます。4 つのイベント パラメータは次のように相互に関連しています。

  • 時間ステップ数 = 持続時間 * キャプチャ レート
  • 時間ステップ サイズ = 1/キャプチャ レート

非線形解析では、もっとも重要なパラメータは時間ステップのサイズになります。注意事項:

  1. 時間ステップが必要以上に大きいと、数学的エラーが発生します。
  2. 時間ステップが大きすぎると、重大なエラーが発生します。
  3. 5 回(例)より多い平衡反復が必要な場合、時間ステップが大きすぎることがあります。
  4. 平衡反復が 1 つしか必要でない場合、時間ステップが小さすぎることがあります。
    注: 線形解析タイプの線形材料を対象とする完全ニュートン ラフソン法といった特別なケースは、1つしか平衡反復を必要としません。上述のような注意事項はこうした特別なケースには該当しません。

上記の注意事項は、時間ステップのサイズを選択する場合に、ガイドラインとして使用することができます。

任意の解析の実行中に、イベントのあるポイントで収束が困難な状態が生じる場合があります。再起動機能を使用すると、元のイベントに複数のキャプチャ間隔が設定されていなくても、時間ステップ サイズを変更して、直前に収束したステップから解析を継続して実行することができます。([高度な設定] > 以下の[再起動解析を実施]」のページを参照してください。)再起動を行う前に、すべてのファイルを保存してください。同じ再起動ポイントまで簡単に戻ることができます。

常に、必要なサイズより小さめの時間ステップを使用する方が安全ですが、処理時間が大幅に長くなり、出力ファイルのサイズが大きくなることがあります。

最後に、場合によっては解析の間、桁違いに(少数ではありません)時間ステップを減らすことが必要なことがあります。こうした減少を実現するには、イベント テーブルで複数の時間間隔を設定するか、再起動機能を使用します。

追加設定:

非線形静的解析の設定で必要な[解析パラメータ]でのその他の手順については、次のページを参照してください。

ページ 説明

荷重曲線を定義する

適用荷重がイベントでどのように変化するかを定義します。

出力ファイルを制御する

結果環境の追加の結果を出力するよう指示

高度な設定

[解析パラメータ]ダイアログで[高度]ボタンを押すと、詳細解析オプションへアクセスすることができます。反復、収束、時間ステップ管理などのアドバンスト コントロールは、[解析パラメータ]ダイアログ使用できます。