ANSYS
モデル作成
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ANSYS解析モデル作成
このページは,ANSYSの解析モデルの作成に関するメモです.
目次
モデル作成
Classic環境
ANSYSのClassic環境でDesign Modelerのデータを取り込む
ANSYSのWorkbenchが使えない環境で,3次元CADデータを読み込む方法を記述します.ここで述べる内容は,ANSYSのFAQのNo.64701(閲覧にはアカウントが必要)に書いてあることをまとめたものです.
ANSYSのClassic環境でのモデル作成は貧弱です.複雑な形状を解析する場合,3次元CADでモデルを作成し,それを読み込む方が良いです.ANSYSのコマンドを組み合わせてモデルを作るより,3次元CADのGUIを使った方が何倍も効率が良いでしょう
3次元CADのモデルのデータは,Design Modeler経由でANSYSに渡した方が良いでしょう.CADデータをIGESフォーマットで出力して,それをANSYSで読み込むこともできますが,うまくいかないことも多い.Design Modelerの強力な機能を使って,ANSYSに入力データに変換した方が問題が少なく,推奨できる方法です.
次のようにすれば,3DモデルをDesign Modelerを使って,ANSYSのClassic環境に取り込むことができます.
- 3次元CADでモデルを作成する.SATフォーマット(*.sat)出力する.IGESよりもエラーが少ない.
- Design Modelerを使って,ANSYSのClassic環境で読み込めるファイルを作成する.
- Design Modelerを立ち上げる.
- メニューのファイル→外部ジオメトリファイルのインポートを選択する.そして,モデルのファイルを指定して開くボタンをクリックする.
- メニューバーの作成ボタンをクリックする.するとモデルが表示される.
- メニューのファイル→エクスポートを選択する.そして,ファイルの種類でParasolidテキスト(*.x_t)で保存する.
- ANSYS classic環境を立ち上げてモデルを読み込む.次の2つの方法がある.
- メニューのファイルの→インポート→PARA
を選択してファイルを読み込む.そして,/FACET,引き続いて/REPLOTをコマンド打ち込む.するとモデルが表示される.
- あるいは,次のバッチを実行させる.
/AUX15
~PARAIN,'cavity6','x_t','D:\KEK\RF_CAL\',SOLIDS,0,0
/FACET
/REPLOT
Workbench環境
Workbench環境でのモデルの作成では,DesignModelerを使う.DesignModelerを使ったモデル作成は,DesignModelerのページに示している.
材料物性値の指定
計算に必要な材料の物性値は,MP(Material Property)コマンドで指定する.材料名ではなく材料番号に対して物性値を決め,メッシュを生成するときに,ボリュームとの対応を付ける.
MPコマンドは,次のようにする.ただし,物性値の単位は,SI単位とした場合である.
MP, 材料特性ラベル , 材料番号 , 物性値
MP コマンドの引数
解析タイプ |
材料特性ラベル |
物性値 |
構造 |
電熱 |
電場 |
磁場 |
電流 |
音響 |
○ |
|
|
|
|
|
EX,EY,EZ |
ヤング率 [N/m3] |
○ |
|
|
|
|
|
PRXY,PRYZ,PRXZ |
ポアッソン比 |
○ |
○ |
|
|
|
○ |
DENS |
密度 [kg/m3] |
○ |
|
|
|
|
|
GXY GYZ,GXZ |
せん断弾性係数 [N/m2] |
○ |
|
|
|
|
|
ALPX,ALPY,ALPZ |
線膨張係数 [1/℃] |
○ |
|
|
|
|
|
MU |
摩擦係数 |
|
○ |
|
|
|
|
KXX,KYY,KZZ |
熱伝導率 [W/(m ℃)] |
|
○ |
|
|
|
|
C |
比熱 |
|
○ |
|
|
|
|
ENTH |
エンタルピー [J/m3] |
|
|
○ |
|
|
|
PERX,PERY,PERZ |
比誘電電率 |
|
|
|
○ |
|
|
MURX,MURY,MURZ |
比透磁率 |
|
|
|
○ |
|
|
MGXX,MGYY,MGZZ |
保磁率 |
|
|
|
○ |
○ |
|
RSVX,RSVY,RSVZ |
電気抵抗率 [Ωm] |
|
|
|
|
|
○ |
SONC |
音速 [m/s] |
|
|
|
|
|
○ |
MU |
境界アドミッタンス |
- これらの物性値は,テンソルあるいはその一部になるものが多い.その場合,材料特性ラベルの末尾のXがYやZに,XXがYY等に変わる.
- 複数の成分がある量のうち,ひとつだけを指定した場合,等方性物質となる.例えばヤング率のEXのみを指定すると,残りはデフォルトで EX=EY=EZ と等方性物質になる.
- 単位系は,自分で矛盾の無いように合わせる.SI単位系を使うのであれば,一貫してその単位を使わなくてはならない.ANSYSの内部では全ての量は無次元量として取り扱っているのであろう.
- ただし,電磁場解析の場合のみ,EMUNITコマンドを使って単位系を指定する.
メッシュ生成
Classic環境
- メッシュタイプの指定
MESHKEY, メッシュタイプ
MESHKEYで指定するメッシュタイプ
キー |
メッシュタイプ |
0 |
フリーメッシュ |
1 |
マップドメッシュ |
- 要素形状の指定
MSHAPE,キー,次元
MSHAPEで指定する要素形状
キー |
次元 |
要素形状 |
0 |
2D |
四角形要素のみ,または四角形と三角形の混在 |
3D |
六面体要素のみ |
1 |
2D |
三角形要素のみ |
3D |
四面体要素のみ |
- ボリュームの要素属性を指定.次に述べる VSEL で選択したボリュームの要素属性をしてできます.ただし,まだメッシュ分割されていないボリュームにのみ影響を与えます.
VATT,材料番号,リアルコンスタント,座標系番号
- ボリュームの選択
VSEL,選択タイプ,選択アイテム,成分,最小値,最大値,増分,選択
Workbenchd環境
- メッシュサイズを部品毎にコントロールする場合は,Simulationのアウトラインのメッシュを右クリックして,挿入→サイズ今トールを選択する.
モデルの修正
- ボリュームを拡大/縮小する方法は,以下の通り.次の例は,全てのボリュームを,x方向に10倍,y方向に20倍,z方向に30倍する例である.
VLSCALE,ALL,,,10,20,30,0,0,1
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参考資料
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