- 力の荷重は、節点、辺、または表面に適用できます。
- 力の荷重は、ベクトルが指定する任意の方向に適用できます。さらに、表面荷重は、
表面
の
垂直
方向に適用できます。モデルのタイプ(CAD ベースまたは手動で作成)によって、力の荷重が使用できない場合があります。力の荷重タイプ(節点、辺、または表面）によっては、ローカル座標系がサポートされない場合があります。詳細については、次の箇条書きを参照してください。
- 節点力は、すべての CAD ベースの手動で作成したモデルでサポートされます。節点力オブジェクトではローカル座標系がサポートされています。
- 辺力は、辺に沿った各節点に節点力を適用します。節点力の大きさは、力が辺に沿って均一に分配されるように計算されます。辺力は CAD ベースのソリッドまたは表面モデルと 2D メッシュ作成モデルにのみ適用できます。エッジ力ではローカル座標系がサポートされています。
- 表面荷重は、CAD ベースのソリッドまたは表面モデルにのみ適用されます。表面荷重は選択した表面に対して同等の圧力を適用するため、節点の間隔が均等でない場合でも、力は均一に分配されます。表面荷重ではローカル座標系はサポートされていません。荷重方向は垂直方向であるか、またはグローバル軸方向(ラジオボタンまたはベクトル成分)を使用して指定する必要があります。
指定した荷重の大きさを選択した複数の表面にそれぞれ適用する代わりに、指定した荷重の大きさを複数の表面にわたって分配することもできます。このオプションをオンにした場合、合計荷重は、選択した各表面の相対的面積に基づいて分配されます。詳細については、後述のセクション「力を適用する」を参照してください。
力の機能
力について入力したデータは、選択した各オブジェクトに、指定した方向で適用されます。したがって、10 個の節点を選択して、X 方向に 10 lb の力の大きさを指定する場合、100 lbs (オブジェクトあたり 10 lbs * 10 オブジェクト)の力をモデルに適用したことになります。力を 10 個の表面またはエッジに適用する場合も同様です。この規則の例外は、[すべての表面に値を分配]オプションを有効にして、 表面 荷重が複数の表面に適用される場合です。詳細については、後述のセクション「力を適用する」を参照してください。
解析固有のパラメータ:
- 線形解析の場合:
- 節点力およびエッジ力は、荷重ケースに適用します。荷重ケースは、[荷重ケース/荷重曲線]フィールドで定義します。節点力またはエッジ力を複数の荷重ケースに適用する場合、力を新規荷重セットにコピーして、その値を[荷重ケース/荷重曲線]フィールドで変更できます。
- モデルに適用する表面荷重について、[解析パラメータ]ダイアログ ボックスの[乗数]タブで[圧力]乗数を定義する必要があります。
- 非線形解析の場合:
- すべての力は、解析の実行中、荷重曲線に沿って変化します。荷重曲線は、[荷重ケース/荷重曲線]フィールドで選択します。
力の適用
節点、エッジまたは表面を既に選択している場合は、表示領域を右クリックして、[追加]プルアウト メニューを選択できます。[節点力]、[辺力]または[表面荷重]コマンドを選択します。このコマンドには、リボンからアクセスすることもできます([セットアップ] 
[荷重] [力])。リボン コマンドは、力を適用するオブジェクトの選択前または選択後のどちらでもクリックできます。
- 選択した各オブジェクトに適用する荷重の大きさを[大きさ]フィールドで指定します。または、複数の表面上に分配する合計荷重を[大きさ]フィールドで指定します。
- [方向]セクションで荷重の「方向」を指定します。
- 適用された荷重の符号を反転させ、その方向を反転させるには、[方向を反転]ボタン(
)をクリックします。 - 複数の表面を選択すると、[すべての表面に値を分配]オプションが使用可能になります。このオプションを有効にすると、指定した大きさが選択した各表面の面積に比例して分配されます。次の表の例は、荷重の分配方法について説明しています。
例:
合計 2500 N の荷重を 3 つの表面(a、b、c)上に分配し、面積はそれぞれ 100、300、600 mm2 であると仮定します。
表面 面積(mm2) 荷重(N) a 100 250 (= 100/1,000 * 2,500) b 300 750 (= 300/1,000 * 2,500) c 600 1,500 (= 600/1,000 * 2,500) 総面積 = 1,000 合計荷重 = 2,500 注意: 分散サーフェス荷重が適用されたモデルのパラメトリック スタディを実行するには注意が必要です。モデル ジオメトリが変更されたときに、分散荷重グループの個別のサーフェスに適用される荷重は更新されません。操作しているパラメータが、分布荷重が適用されるサーフェス領域に影響を与える場合、荷重分布が適切ではなくなります。
適用荷重を示すために使用する矢印は、表面に対して垂直に荷重を適用する法線方向など、指定された荷重のベクトル方向を指します。ただし、適用荷重の相対的な大きさを示すために、荷重の矢印の長さはスケーリングされません。
線形解析では、エッジ力または節点力を適用する場合、力の配置先である荷重ケースまたは荷重曲線を[荷重ケース/荷重曲線]フィールドで指定します。表面荷重は、[解析パラメータ]ダイアログ ボックスの[圧力]の乗数で指定した全体の荷重ケースによりコントロールされます。非線形解析では、すべての表面荷重、エッジ力、および節点力について[荷重ケース/荷重曲線]フィールドで荷重曲線番号を指定します。
静電解析から反力をインポートする
導体間の静電力に対する構造的な反応(通常は MEMS 用途でのみ重要)も計算することが可能です。静電力解析が既に別のモデルで実行されていて、そのモデルで反力が計算されている場合は、その反力を構造モデルに適用することができます。反力の出力を有効にするには、「解析パラメータ」:「 静電界強度と電圧解析」ページの「静電界により発生する力および電荷を計算する」セクションを参照してください。(バイナリ結果ファイルの静電力には、電圧 × 電流 × 時間/長さの単位が使用されますが、ソフトウェアでは、モデルに荷重を適用する際に自動的に力の単位に変換されます。)
応力モデルの節点と、反力が計算された静電モデルの節点が一致する必要があります。ただし、静電パーツは応力解析に含める必要はありません。たとえば、力は、導体間の誘電体(空気など)を表すパーツの表面上で計算されることがあります。導体間の空気は応力解析に含まれません。
反力を応力モデルに適用する方法は次のとおりです。
- 何も選択していない状態で、FEA エディタの表示領域を右クリックします。[ファイルから入力]コマンドを選択します。
- [結果ファイル]列で[参照]ボタンを押します。ダイアログ ボックスが表示されます。[ファイル タイプ:]プルダウンを使用して、荷重に対して読み込むファイル タイプ Electrostatic Reaction Forces (*.efr)を選択します。
- ファイルを選択して、[開く]をクリックします。
- 静電解析で許可される荷重ケースは 1 つだけなので、[ファイルからの荷重ケース]列はゼロ(0)と表示されます。ただし、[行を追加]ボタンを押すと、複数セットの荷重を単一のモデルにインポートできます。スプレッドシートの他の行に割り当てる荷重は、同じファイルと設計シナリオ、別のファイル、または別の設計シナリオから指定できます。たとえば、応力解析で複数の荷重ケースに同じ静電力を適用することができます。また、2 つの異なる指定電圧の静電力結果に対して、異なる設計シナリオの電圧ごとに、応力を計算することもできます
- 応力解析では、荷重は特定の荷重ケースまたは荷重曲線に配置します。[構造荷重ケース] フィールドにその荷重ケース/荷重曲線を入力します。
- 荷重をモデルに適用する前に、定数値で乗算する場合、その定数値を[乗数]列で指定します。
- [OK]ボタンを押します。
- インポートした荷重は、FEA エディタには表示されません。モデルのチェックまたは解析の実行後に結果環境に表示されます。
- 線形解析の場合、必要に応じて、インポートした荷重に対して荷重ケース番号を定義する必要があることに注意してください。2 つの荷重ケースを含むモデルを設定する場合に、静電解析からインポートした荷重を荷重ケース 5 に割り当てると、荷重ケース 5 の荷重は存在しなくなります。これは、モデルには荷重ケースが 2 つしかないためです。 この例において、追加の荷重ケースを作成するには、[解析パラメータ]ダイアログ ボックスの[乗数]タブで行を 3 つ追加します。
- 非線形解析の場合、必要に応じて、インポートした荷重に対して荷重曲線を定義する必要があることに注意してください。荷重解析からインポートした荷重を荷重曲線 5 に割り当て、この荷重曲線を定義していない場合、乗数は 0 になります。