要素間で荷重を転送するには、通常、節点が接続されている必要があります。たとえば 2 つのボディが個別に解析を行う場合、解析中に相互作用は生じません。ボディは互いに通過します。線形解析では、表面接触は 1D 接触要素を持つ隣接する部品上の節点を接続することで実現します。非線形解析では、一般的な表面間接触は、部品または表面の間で定義されます。ソルバーは接触表面の動きを追跡し、表面が同時に移動する場合は抵抗力を生成します。複雑なアルゴリズムにより接触剛性が決定され、接触チャタリングおよび表面浸透を最小化します。
メカニカル イベント シミュレーションおよびその他の非線形応力解析で、表面間接触を定義できます(非線形材料による固有値解析を除く)。解析中に表面が相互に接触する可能性がある場合、または最初に接触している場合(必ずしも接着しません)に、表面間接触ペアを作成します。解析の各時間ステップで、これらの表面の節点間の距離がプロセッサによって決定されます。表面の相互作用を示すほど、節点が相互に十分に近接している場合は、浸透を防止するために力が適用されます。
接触解析を開始する前に、解析中に接触相互作用が生じる可能性のある場所を明確に特定する必要があります。(他の全部品の全表面と接触する、全部品の全表面を定義するのは可能ですが、非常に効率が悪くなります)。複数の対象の表面を 1 つのマスター表面と相互作用させるだけでなく、大きな変形の問題の場合は自己接触もあり得ます。部品が大きく変形してそれ自体が接触する場合があります(ベローズの軸圧縮中に閉じた、ゴム製ベローズの折り曲げなど)。その場合は、考えられるすべての接触相互作用を範囲に含める複数の接触のペアを定義する必要があります。
接触ペアは、任意の 2 つの表面で構成できます。表面間接触によって、1 つの表面上の節点と他の表面の面間の相互作用を生成できます(その逆も選択できます)。ただし、接触の検索をすばやく行うには、特定のイベント接続時間内に明確な相互作用を起こす接触のぺアのみを指定する必要があります。特に小さな領域のスライド接触に関係する問題で、接触要素数が最小化されている場合は、解析はより短時間で収束します。
手動で作成したモデルで接触が発生する場所を定義するには、一意のサーフェス番号上で接触する表面を配置します。接触面に沿ったラインは、接触する要素を構成するすべてのラインで最大の表面番号を持つ必要があります。要素面が異なる表面番号のラインによって囲まれている場合、決定ルールがどの表面番号が面に適用されるか決定するために使用されます。ブリック要素の 6 つの面のうち、どれを接触させるかを決める際は、ソルバーによって要素を構成する各ラインの表面番号がチェックされます。最大の表面番号上で、これらのラインの大部分(4 つの内の 3 つの面、3 つの内の 2 つの面)を有する各面が接触に関与します。ラインが要素の最大の表面番号上にない面は、接触に関与しません。
CAD ベースのソリッド メッシュでは、すべての内部メッシュ ラインが表面 0 (ゼロ)上にあります。したがって、外側(接触)表面は、常に他の要素面よりも大きい表面番号上にあります。例外として、ブリックの複数面が外側表面上に存在する場合がある外側コーナーを除きます。
接触のペアの相対運動を予測することが難しい場合は、プロセッサによって自動アップデートが行われ、接触領域全体をカバーする少数の接触表面で効率的に接触のペアを設定する際に役立つ情報が得られます。ただし、これには 3D 解析における大容量のメモリが必要です。メモリが不足している場合は、大きな接触表面をいくつかの小さな接触表面に分割する必要があります。
表面間接触を適用する
いくつかの要素タイプは他の接触タイプとの間の接触を計算できない場合があるため、表面間接触を適用する前にツリー表示の[要素タイプ]と[要素定義]に入力する必要があります。
表面間接触のペアを定義する方法は次のとおりです。
- 表示領域の 2 つの部品、または 2 つの表面を選択して右クリックします。[接触]
[表面接触]を選択します。接触の詳細は、ツリー表示内で作成したばかりの接触ペアを選択して右クリックし、[設定]を選択すると設定できます。この設定の詳細は、 「表面接触オプション」セクションを参照してください。なお、最初に選択した部品または表面が一次表面となり、2 番目に選択したものが二次表面となります。このことは、[接触タイプ]を[点表面間]に定義する場合に重要です。([接触タイプ]の詳細は「表面間接触オプション」ページを参照してください)。 - ツリー表示内の[接触 (既定:)]を右クリックし、[一般表面間接触]コマンドを選択します。
- なにも選択せずに表示領域で右クリックし、[一般表面間接触]コマンドを選択します。