
CAEソフト【 Femtet 】-ムラタソフトウェア株式会社
金属板の溝に置いたO-リングをもうひとつの金属板で挟み込んだときのO-リングの圧縮状態を解析します。
O-リングの材料はゴム材料であるため、超弾性材料として扱います。
変形の状態や変位分布、応力分布、接触面圧等を解析結果として見ることができます。
表に記載されていない条件は初期設定の条件を使用します。
超弾性解析は特別オプション機能です。
超弾性解析については、「超弾性材料の応力解析」を参照してください。
項目 |
条件 |
解析空間 |
軸対称 |
モデル単位 |
mm |
超弾性材料を使用する場合、大変形の「大変位」オプションをチェックする必要があります。
項目 |
条件 |
ソルバ |
応力解析[Galileo] |
解析の種類 |
静解析 |
大変形 |
大変位をチェック |
ステップ/熱荷重タブで以下の設定を行います。
解析を安定化させるために、分割ステップ数を40に増やします。
圧縮途中の結果も表示するため、分割ステップの結果を出力を行います。
タブ設定 |
設定項目 |
条件 |
ステップ/熱荷重 |
ステップ/到達温度設定 |
ステップ1の分割ステップ:40 |
非線形解析オプション |
分割ステップの結果を出力するをチェック |
下側のBODY(金属板)の上面に溝を作成します。
RUBBER(O-リング)は溝の上に配置します。
RUBBERの上にもう一つのBODY(金属板)を配置します。
下側のBODYの底面にはz方向固定、上側のBODYの上面には、z方向変位を与えます。
RUBBERとBODYの接触を考慮するため、RUBBER表面に接触面、
下側BODYの溝表面、上側BODYの底面に比接触面を設定します。
ボディ No./ボディタイプ |
ボディ属性名 |
材料名 |
2/Sheet |
RUBBER |
天然ゴム |
3,4/Sheet |
BODY |
504_SUS304※ |
※材料データベースを利用
材料名 |
タブ |
定数 |
天然ゴム |
超弾性 |
超弾性モデルの種類: ネオ・フック せん断弾性率:3.92 x 105 [Pa]※ |
※出典:日刊工業新聞社 石川覚志著「解析塾秘伝 非線形構造解析の学び方!」
変位と、接触面の設定を行います。
境界条件名/トポロジ |
タブ |
境界条件の種類 |
条件 |
Fix_z/Edge |
機械 |
変位 |
Z成分のチェックボックスをオン |
move/Edge |
機械 |
変位 |
Z成分のチェックボックスをオン |
Contactor/Edge |
機械 |
接触表面 |
接触面 |
Target1,Target2/Edge |
機械 |
接触表面 |
被接触面 |
また以下の接触境界ペアを設定し、摩擦係数を以下のように設定しています。
境界条件ペア |
摩擦係数 |
Contactor-Target1 |
0.5 |
Contactor-Target2 |
0.5 |
荷重25%、50%、75%、100%のときの変形図を示します。コンター図は応力のZ垂直応力を示します。
荷重とともにO-リングが潰れていく様子が確認できます。
荷重25%
荷重50%
荷重75%
荷重100%
次に、荷重100%のときの接触面圧をベクトル図で表示した結果を示します。
荷重100%のときには、上下だけではなく側面でも接しているため、側面にも面圧が発生している様子が確認できます。
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