ジオメトリを追加する

このページのコマンドは、[作成]タブの[作成]および[デザイン]パネルからアクセスします。

共通項目

ライン、円弧、円などのジオメトリをモデルに追加すると、それらのオブジェクトは 2 つの異なるタイプに分類できます。

ジオメトリを追加する場合、次の 3 つの方法のいずれかを使用してポイントを入力できます。

モデルに新規部品を追加する

新規部品: このコマンドを選択すると、次の使用可能な部品番号で空の部品を作成できます。ジオメトリのタイプをこの部品に追加できます。

コンストラクション節点をモデルに追加する

作図点: このコマンドを使用すると、モデルに頂点(節点)を追加できます。作図点には、2 つの目的があります。

  1. ライン、円弧、メッシュなど、モデルに手動構築のジオメトリを追加する際の参照ポイントとして使用できます。この頂点はモデルの解析には含まれません(ただし、頂点に要素を接続している場合を除きます)。
  2. CAD ソリッド モデルでの作業では、表面メッシャによって作図点の位置に節点が強制的に作成されます。詳細については、「作図点 - シード点」ページを参照してください。
    • [作図点定義]ダイアログが表示されます。
    • 作図点を追加する座標を入力します。
    • [Enter]を押して、頂点を追加します。
ヒント: [表示][表示設定][作図点]を使用すると、作図点の表示/非表示を切り替えることができます。

モデルにラインを追加する

ライン: モデルにラインを追加するには、このコマンドを使用します。このセグメントは、すべてのライン要素のいずれかとして定義できます。

  1. [ジオメトリを定義]ダイアログが表示されます。
  2. まず、ラインの割り当て先である部品、表面およびレイヤを[属性]セクションで指定します。ラインは、すべての表面またはレイヤ番号のいずれかに配置できます。
  3. 上記の「共通項目」の方法のいずれかを使用して、ラインの開始座標を指定します。カーソルを移動すると、カーソルと終点の間にラバーハンド線が表示されます。
  4. ラインの 2 番目の終点を指定します。表示領域にラインが表示されます。
  5. このダイアログを使用して、ラインを継続的に追加することができます。前回の終点から追加するか、別のラインを開始することができます。その場合は、[単一のライン]チェック ボックスを使用して制御できます。
    • 継続的なチェーンを形成するように接続された一連のライン要素を入力する場合は、[単一のライン]チェック ボックスがアクティブ解除になっていることを確認します。
    • 接続しない個別のラインを定義する場合は、[単一のライン]チェック ボックスがアクティブになっていることを確認します。
注: FEA エディタでは、同一のラインを作成できません。この場合、同一とは、ラインが同じ終点を持っており、同じ部品番号上に存在することを意味します。2 つの終点が同一であるか否かは、[作成][変更][検索許容誤差設定]ダイアログで確認できます。この規則は、ジオメトリの追加、コピー、メッシュ化などを実行する場合に有効になります。
ヒント: ラインを追加する場合に、既定で作図オブジェクトまたは通常オブジェクトのどちらを作成するかは、 [オプション][スケッチ]タブにある[新規ファイルを開くときに、新規ラインを作図線として追加する]設定で決定します。

接線の生成

[接線]コマンドを選択すると、作図円や作図円弧の間に接線を作成するプロセスの操作手順が示されます。このコマンドは、現在のスケッチに円弧または円が存在している場合のみに使用できます。ステータス バーに表示されるプロンプトにしたがって、接線を次のように作成します。

  1. 接線の最初のオブジェクトをクリックします。作図点、円、円弧のいずれかです。
  2. 接線の 2 番目のオブジェクトをクリックします。円または円弧のいずれかです(最初のオブジェクトが作図点でない場合は、頂点です)。2 つのオブジェクト間における可能な接線がすべて表示されます。
  3. モデルに設定する可能な接線のそれぞれを選択します。[Ctrl]、[Shift]および[Ctrl]+[Shift]を使用すると、選択セットに対して、ラインのトグル、追加、削除といった操作を実行できます。
  4. 目的のラインを選択したら、[Enter]を押します。作図ラインは、選択した接線の位置に作成されます。

モデルに長方形を追加する

[長方形]: 長方形を定義する 4 つのライン セグメントを追加するには、このコマンドを使用します。

  1. [長方形を追加]ダイアログ ボックスが表示されます。
  2. まず、長方形から生成されるラインの割り当て先である部品、表面およびレイヤを[属性]セクションで指定します。
  3. スケッチ モードを使用していない場合、長方形を定義する 4 つのポイントを指定する必要があります。スケッチ モードを使用している場合は、対角線上の 2 つのポイントのみを指定する必要があります。これらのポイントは、上記の「共通項目」で説明した方法で入力できます。4 つのポイントは、次のとおりです。
    • 最初に定義するポイントは、長方形の角でなければなりません。
    • 2 番目に定義するポイントは、最初のポイントの反対側にある長方形の角でなければなりません。
    • 3 番目に定義するポイントは、長方形の平面上であればどこでも構いません。このポイントは、最初の 2 つのポイントで定義した対角線上に沿った位置に指定することはできません。
    • 4 番目に定義するポイントは、長方形の基礎上であればどこでも構いません。
  4. [適用]ボタンを押して、ラインセグメントを作成します。
  5. 例えば、Z=0 の XY 平面に基点があり、X および Y に対して平行な辺を持つ 10 x 10 の長方形を作成するには、4 つのポイントに対して次の座標を使用します。
    • 最初の角: (0,0,0)
    • その反対側の角: (10,10,0)
    • (2,3,0)、または X と Y の値が等しくなく(対角になるのを防ぐため)、Z=0 の座標
    • (1,0,0)、または(0,0,0)以外の X 軸に沿った座標

モデルに円弧を追加する

円弧を 3D 空間に追加するには、[円弧][三点]または[円弧][中点および終点]を使用します。 スケッチ モードでは、[角度および終点]または[半径及び終点]を指定することで円弧を入力することもできます。

  1. [XXX を使い、円弧を定義]ダイアログが表示されます。
  2. まず、円弧(ライン)の割り当て先である部品、表面およびレイヤを[属性]セクションで指定します。
  3. 作図オブジェクトを作成しない場合は、円弧をいくつのラインセグメントに分割するかを[最小セグメント:]フィールドで指定します。すべてのセグメントは、等しい長さになります。円弧から作成するラインの長さを制御するには、[最大長さ:]チェック ボックスをアクティブにして、生成するラインセグメントの最大の長さを隣接のフィールドで指定します。[最小セグメント:]フィールドの値によって分割された円弧の長さがこの値よりも大きい場合、[最小セグメント:]フィールドで指定した値よりも多くのセグメントが生成されます。
  4. ステータス バーのプロンプトにしたがって、円弧のポイントを定義します。これらのポイントは、上記の「共通項目」で説明した方法で入力できます。
  5. 方向を使用するいくつかの円弧コマンドでは、[弧の方向を逆回転]チェック ボックスをアクティブにすると、円弧の反対側を表示することができます。
  6. [適用]ボタンを押して、円弧またはラインセグメントを作成します。

モデルに円を追加する

[円][直径]または[円][中点および半径]: モデルに円を追加するには、これらのコマンドを使用します。

  1. [直径点を使い、円を定義してください]または[中心及び半径点を使い、円を定義してください]ダイアログが表示されます。
  2. まず、円から生成されるラインの割り当て先である部品、表面およびレイヤを[属性]セクションで指定します。
  3. 作図オブジェクトを作成しない場合は、円をいくつのラインセグメントに分割するかを[最小セグメント:]フィールドで指定します。すべてのセグメントは、等しい長さになります。円から作成するラインの長さを制御するには、[最大長さ:]チェック ボックスをアクティブにして、生成するラインセグメントの最大の長さを隣接のフィールドで指定します。[最小セグメント:]フィールドの値によって分割された円の円周がこの値よりも大きい場合、[最小セグメント:]フィールドで指定した値よりも多くのセグメントが生成されます。
  4. ステータス バーのプロンプトにしたがって、円のポイントを定義します。これらのポイントは、上記の「共通項目」で説明した方法で入力できます。
  5. [適用]ボタンを押して、ラインセグメントを作成します。

モデルにスプラインを追加する

[スプライン曲線]: モデルにスプラインを追加するには、このコマンドを使用します。

  1. [スプライン曲線を追加]ダイアログが表示されます。
  2. まず、スプラインから生成されるラインの割り当て先である部品、表面およびレイヤを[属性]セクションで指定します。
  3. 作図オブジェクトを作成しない場合は、スプラインをいくつのラインセグメントに分割するかを[最小セグメント:]フィールドで指定します。すべてのセグメントは、等しい長さになります。スプラインから作成するラインの長さを制御するには、[最大長さ:]チェック ボックスをアクティブにして、生成するラインセグメントの最大の長さを隣接のフィールドで指定します。[最小セグメント:]フィールドの値によって分割されたスプラインの長さがこの値よりも大きい場合、[最小セグメント:]フィールドで指定した値よりも多くのセグメントが生成されます。
  4. スプラインを生成するために使用する曲率度を[度:]フィールドに指定します。
  5. 定義したすべての点をスプラインに通過させる場合は、[補間]チェック ボックスをアクティブにします。
  6. 最初のポイントと最後のポイントを接続するには、[閉じる]チェック ボックスをアクティブにします。
  7. スプラインを生成するために使用するポイントを定義します。これらのポイントは、上記の「共通項目」で説明した方法で入力できます。
  8. [適用]ボタンを押して、スプラインまたはラインセグメントを作成します。

滑車要素の追加

[滑車]: このコマンドは、非線形解析でのみ使用できます。詳細については、「滑車要素」を参照してください。

モデルに接触要素を追加する

[接触要素]: このコマンドを使用すると、モデルの 2 つの頂点の集合間に多数のラインを追加できます。このコマンドの主な目的は、ある領域のすべての節点と別の領域のすべての節点の間に接触またはギャップ要素を作成することです。ただし、このコマンドでは単にラインが作成されるため、そのラインについて、使用目的および要素タイプの制限はありません。

このコマンドの使用手順は次のとおりです。

  1. このコマンドを開始した後に、表示領域で 2 つの頂点の集合のいずれか(接触面のいずれかなど)を選択します。オブジェクトのタイプを選択する場合に使用する選択方法を使用できます。たとえば、部品全体または表面全体を選択すると、その部品または表面上のすべての頂点が含まれます。ラインを選択すると、2 つの頂点の両方が選択されます。作図点は選択できますが、作図オブジェクトは選択できません。
  2. [1 分配集合]ボタンを押します。選択した頂点の数量が一覧表示されます。
  3. 2 番目の接触面など、接続先の 2 番目の頂点の集合を選択します。
  4. [2 分配集合]ボタンを押します。選択した頂点の数量が一覧表示されます。
  5. ラインの属性を[部品]、[表面]および[レイヤ]フィールドに指定します。
  6. [ラインを作成]ボタンを押して、ラインセグメントを作成します。最初の集合のすべての頂点のそれぞれが、2 番目の集合の頂点すべてへのラインによって接続されます。

一定の間隔の節点間に接触要素を作成する必要がある場合があります。たとえば、ある部品を別の部品に対して相対的に 1 インチだけ移動させる場合、1.5 インチ(少しの余裕を含む)より長い接触要素は望ましくありません。この場合は、[長さを拘束]チェック ボックスをアクティブにして、最小および最大の長さを指定します。[ラインを作成]ボタンを押すと、拘束内の長さのラインのみが作成されます。

レイヤ コントロール

[レイヤ コントロール]: レイヤの属性(レイヤ番号)に基づきラインを表示し、ラインをフィルタリングして選択しやすくします。ダイアログ ボックスには、部品に関わらず、モデルのすべてのレイヤ番号が表示されます。モデルのすべてのレイヤを表示するには、[表示]を選択します。個別のレイヤを表示することもできます。選択する際は、[フィルタ]をアクティブにすると、オブジェクトが選択されるのを防ぐことができます。フィルタリングは、部品、表面、エッジ、ライン、頂点などすべてのオブジェクト タイプで機能します。 フィルタリングされたレイヤのラインのみにオブジェクトが属する場合、オブジェクトは選択されません。

[図心作成]: 表面または辺の図心にラインを接続する

このコマンドの一般的な用途は、表面セットまたは辺セットの図心の位置を計算し、この図心に作図点を配置することです。必要に応じて、ライン要素を使用して図心と選択した表面または辺上の節点を接続できます。次に、表面または辺の 2 番目のセットを指定して、ライン要素を使用して 2 つの図心を接続できます。したがって、図心作成機能には 3 つのレベルがあります。

  1. 他のオプションを有効にせずに[第 1 図心ジオメトリ]のみを指定します。1 つの作図点が指定した表面または辺の図心に作成されます。
  2. [第 1 図心ジオメトリ]を指定し、[「スポーク」で図心をジオメトリに接続]オプションを有効にします。指定した表面または辺の上のすべての節点が、指定した表面または辺の図心で作図点に接続されます。
  3. [第 1 図心を第 2 図心に接続]オプションを有効にして、[第 2 図心ジオメトリ]も指定します。作図点が、第 1 および第 2 図心ジオメトリの両方のセットの図心に配置されます。さらに、指定した表面または辺の各節点をそれぞれの図心に接続するために、ライン要素が追加されます。最後に、1 つのライン要素で 2 つの図心が互いに接続されます。
    注: オプション 3 を有効にするには、オプション 2 を有効にすることが前提条件となります。最初にスポークを使用して図心をジオメトリに接続することを選択しない限り、[第 2 図心ジオメトリ]を指定すること、または 2 つの図心を互いに接続させることはできません。

例えば、構造における長いチャネルを考慮する場合、各終点におけるボルト締結の相互作用を詳細に調べます。したがって、ビーム、ボルト、締結の CAD モデルを作成します。解析でチャネルのスパンを考慮しない場合、それをいくつかのビーム要素に置換することで解析のサイズを大幅に削減できます。図心の計算機能では、チャネルの切断側の各節点と図心の接続、次に 2 つの図心の接続が自動的に実行されます。次の図を参照してください。

(a) 水平チャネル全体がブリック要素でモデル化されている完全な CAD モデル。

(a) 水平チャネルの一部がビーム要素でモデル化されている、より効率的な CAD モデル。CAD モデルでは、ブリック要素が提供する詳細を必要とする端点接続部分のみが表現されています。

[図心作成]コマンドの使用手順は次のとおりです。

  1. 必須ではありませんが、推奨のワークフローは、スポークを追加するたびに、[図心作成]を使用する前にメッシュを作成することです。この方法により、スポークはコマンドの終了時に即座に生成されます。
  2. 図心を作成する表面または辺を選択します([選択] [選択] [表面]、または[選択] [選択] 辺])。
  3. [作成][デザイン][図心作成]コマンドをアクティブにします。選択した表面または辺は、[第 1 図心ジオメトリ]ボックスに一覧表示されます。
  4. 追加の表面または辺を表示領域で選択し、[追加]をクリックしてボックスのリストに追加できます。図心のジオメトリ ボックス内の表面および辺を混合させることはできません。リストは 1 つまたは複数の表面、または 1 つまたは複数の辺で構成できますが、両方のエンティティ タイプを混合させることはできません。不要なエンティティはボックスで選択し、[削除]をクリックして削除できます。
  5. 指定した表面セットまたは辺セット上の各節点を図心に接続するには、[「スポーク」で図心を表面に接続]オプションを有効にします。[部品番号]入力フィールドに、ラインに使用する部品番号を示します。[図心作成]コマンドを使用する前に、モデルにメッシュが作成されていない場合は、スポークは作成されません。その場合、後でモデルのメッシュが作成されるまで、スポークの作成は遅延されます。
  6. 2 番目の表面セットまたは辺セット(ライン要素を使用)をその図心および第 1 図心にも接続するには、[第 1 図心を第 2 図心に接続]オプションを有効します。次に、[第 2 図心ジオメトリ]用の表面または辺を選択し、第 2 の[追加]ボタンをクリックします。
  7. [OK]をクリックして、操作を実行します。
  8. [図心メッシュ]項目がブラウザに追加され、[メッシュ]見出し下に表示されます。[図心メッシュ] [X]見出しを右クリックし、関連する図心メッシュを[編集]または[削除]できます。ジオメトリ セットまたは接続オプションを変更するために、図心メッシュを削除および再作成する必要はありません。
注:
  • [図心作成]は、CAD ベースのモデルの表面または辺に対してのみ機能します。図心の計算は、メッシュ サイズに依存しません。
  • ダイアログ ボックスで選択したすべてのオプションでは、作図点は指定した表面または辺の図心に配置されます。モデルを再メッシュ化するときに、作図点の 1 つがモデルの表面近くにある場合は、メッシュ作成プロセスで 1 つの節点が図心の位置に作成されます。詳細については、「作図点 - シード点」ページを参照してください。この動作では、図心のライン要素を CAD ベースの部品の表面に結合します。この接続、または表面メッシュの若干の歪みが望ましくない場合は、作図点([選択] [選択] [作図オブジェクト])を選択し、再メッシュする前に削除します。
  • 図心スポークはモデルに関連付けられているため、モデルを再メッシュすると、スポークは適切な数と位置で再作成されます。
  • ビーム要素の場合に、これは接続/スパン メンバーの長さに沿って複数の計算点(節点)を提供します。ラインを選択し([選択] [選択] [ライン])、複数の短い増分に分割します([作成] [修正] [分割])。図心作成形状に対してトラス要素を指定する場合は、このラインは分割しないでください。
ヒント: 隣接する部品に剛性接続する: 前のモデル画像を考慮します。具体的には、すべてのソリッド形状ではなく、ビーム要素範囲を使用する 2 番目のバージョンを考慮します。2 つの図心を接続するライン要素と同じ部品番号を使用して、各端にスポークが作成されます。通常、終端の接続は、要素の相対的な短さと要素数のために非常に固定されています。したがって、通常、すべてのライン要素に対して、同一のビーム要素断面を使用することが許容されます。結果環境で 3D 視覚化されると、スポークはスパン ビームと同じ断面を持つ仮想ソリッドとして表示されます。この効果は、プレゼンテーション図としては望ましくないことがあります。スポークである個別のライン要素を選択し、それらを非表示にできますが、線形解析ではさらに優れた解決策が使用できます。理想的には、スポークはスパン ビーム要素の端点に隣接する部品を剛性接続する必要があります。次の変更により、剛性接続が生成されるだけではなく、スポークで構成されるライン要素の 3D 視覚化を除去します。図心接続を作成した後、FEA エディタで次の手順を実行します。
  1. ブラウザで図心作成部品の部品見出しを右クリックし、[選択表示]を選択します。その他のすべての部品が非表示になり、図心作成形状に属しているラインのみを簡単に選択できるようになります。
  2. マウスをクリックおよびドラッグして、1 つの図心のスポークの周囲に選択ウィンドウを作成します。([選択] [選択] [ライン]の選択モードを使用します)。
    注: これは、2 つのスポーク セットの内 1 つのセットのみを選択することが重要です。これらのラインを剛体要素部品に変換します。剛体要素は、部品ごとにマスター節点 1 つのみと任意の数のスレーブ節点で構成される必要があります。図心節点はすべてのスポークに共通であるため、マスターになります。スポークの外端はスレーブ節点で、マスター節点とまったく同様に移動します(マスターからスレーブへの剛性接続)。
  3. [作成] [修正] [属性]をクリックします。その後は次のとおりです。
    1. [部品]フィールドで、未使用の部品番号を指定します。
    2. [OK]をクリックします。新しい部品がブラウザの[部品]リストに表示されます。
  4. スポークの反対側のセットに対して、手順 2 と 3 を繰り返します。
  5. 両方の新しい部品の要素タイプを[剛体]に変更します。
  6. 両方の剛体部品の[要素定義]ダイアログ ボックスを開き、[OK]をクリックして既定のパラメータを受け入れます。
  7. ブラウザの[部品]見出しを右クリックし、[すべての表面を表示]を選択して、すべての部品の表示を復元します。
注: 非線形解析では、スポークを異なる部品番号に変換できますが、剛体要素は使用できません。この場合は、必要に応じてより剛性の高い断面を指定して、スポークの剛性をより高くすることができます。次に、結果環境でスポークを含む 2 つの部品の 3D 視覚化を無効にします。接続/スパン ビームのみが 3D で視覚化されます。

親トピック: FEA エディタでジオメトリを作成、編集する