接触解析の事例

Femtetでは以下の例に示すような接触解析を行うことができます。

例１．複数のボディが接触面を介して押し付けあうケース（摩擦なし）

　赤いボディが青いボディに押し付けられて青いボディがくぼんでいます。

例２．複数のボディ間の接触面上ですべりが発生するケース（摩擦なし）

　赤いボディがV字型の青いボディ内側にすべりこみ、青いボディのV字型を開いています。

例３．初期状態では離れている複数のボディが接触面上で接触し、すべりが発生したり押し付けあうケース（摩擦なし）

　赤いボディが右方向に移動し青いボディに接触した後、表面を上方向にスライドして

　最終的にはくぼみ（R部）に達し、回転しながら押し付けてられています。

フィールド値として接触力を表示する機能と、接触面/被接触面ペアごとに発生する接触力を表示する機能があります。
フィールド値では各節点に発生している接触力を出力します。

フィールド値「接触力」では接触箇所と接触力の方向を確認できます。
例３の接触箇所の接触力を表示した結果を示します。

接触面/被接触面ペアごとに発生する接触力は、ペアに属するすべての節点に発生する接触力を集計した値になります。

計算値「接触力」は、「結果テーブル」で表示することができます。

ただし以下の例に示すように収束停止に至るケースもあります。

これらの対応策についてはテクニカルノート「接触解析が収束しない場合」を参照ください。

例４．接触面の変形が極端に大きいケース

　半円状の赤いボディが長方形状の青いボディに押し付けられ接触境界面が大きく変形しています。

例５．変形が突発的に進行するステップがあるケース

　赤いボディと青いボディがそれぞれ上下方向に接触を経て通過するモデル。

　変位がさらに進行すると赤と青のボディ間の接触状態が解除されて突発的に変形が発生するステップ

　において収束停止しています。

例６．力の釣り合いが不安定なケース

　左側の例では青いボディが赤いボディの変位に対して力の釣り合いが不安定のため収束停止しています。

　右側の例では赤いボディが傾斜を持っているため青いボディは左側に曲がることで力の釣り合いを安定的に

　維持することができ最終状態まで収束に至っています。

例７．不定変位が発生するケース１（荷重境界）

上の例では赤いボディには荷重境界が設定されていますが変位拘束が一切付与されていないため、

変位が不定（静解析のため無限に移動する）となり接触解析が収束しません。

例８．不定変位が発生するケース２（拘束条件の無いボディ）

上の例は３つのボディ間の接触解析ですが、中央の赤いボディには一切の拘束条件が付与されていないため

変位が不定（上下左右にランダムに変位する）となり接触解析が収束しません。

例９．接触面が被接触面の裏側に存在するモデル

上の例は、被接触面の裏側の位置に接触面が設定されているモデルです。

本来接触していない、被接触面と接触面が接触して、接触面が内部に貫通した状態と判定され、

計算が不安定になるため接触解析が収束しません。

(Ver2019.0より上記の例９のケースについては接触判定しないように改善されています）