Femtetヘルプ/マニュアル
 

ホーム / ボディ属性、材料、境界条件の設定 / ボディ属性タブ一覧 / 方向タブ

方向タブ

ボディの方向を設定するタブです。

[Body属性の編集]ダイアログに表示されます。ダイアログの表示方法は「ボディ属性/材料定数の設定方法」を参照してください。

 

以下の設定に使用します。

  • 異方性材料の座標系( x , y , z )と解析空間の座標系( X , Y , Z )との位置関係
    ベクトルまたはオイラー角により設定します。

  • 磁石の磁化方向
     

 

設定項目

解説

方向タイプ

方向の指定方法としてベクトル、オイラー角、円中心方向、回転方向、極異方のいずれかを選択します。

 

円中心方向は磁場静解析、過渡解析でのみ選択できます。

回転方向極異方は磁場静解析でのみ選択できます。(磁石の磁化方向指定)

ベクトル

(パラレル)

 

1方向のみの異方性材料では材料のz方向を入力します。

それ以外の場合は、z 方向と x 方向の2本のベクトルを入力します。

 

z方向ベクトル:

材料の座標系のz軸方向をベクトルで指定します。たとえば、Y軸方向の正の向きに

分極された圧電セラミックスの場合は(0.0, 1.0, 0.0)です。

ベクトルの大きさには意味がなく、(0.0, 5.0, 0.0)としても同じ結果になります。

または、磁石の磁化方向を指定します。

 

x 方向ベクトル:

2本のベクトルを入力し3方向を指定する。がチェックされていて、分布取込にチェックがない時、x 方向を入力できます。

ただし、z 方向と直交しない x 方向を入力した場合、解析に用いられる材料のX方向は、入力した x ベクトルと一致しません。

解析で用いられる、材料の方向は、次のように決まります。ここで入力したz方向の単位ベクトルをEz、x方向の単位ベクトルをExとします。材料のz方向は、入力したzベクトルに必ず一致します。材料のY方向は、(Ez×Ex)で決まり、材料のX方向は((Ez×Ex)×Ez)で決まります。

 

分布取込:

圧電解析でだけ、使用できます。これにチェックが入っている場合、
ボディ属性毎の方向に分布を持たせて設定できます。

 

z方向ベクトル分布取込:

圧電解析でだけ、使用できます。分布取込にチェックをすると、ボタンを押すことができます。

このボタンを押すと、分布データの編集ダイアログが開かれます。
分布データの編集ダイアログの入力方法は「分布を持つ境界条件、ボディ属性の設定」を参照してください。

 

x方向ベクトル分布取込:

圧電解析でだけ、使用できます。2本のベクトルを入力し3方向を指定する。にチェックが入っていて、さらに分布取込にチェックをすると、ボタンを押すことができます。

このボタンを押すと、分布データの編集ダイアログが開かれます。
分布データの編集ダイアログの入力方法は「分布を持つ境界条件、ボディ属性の設定」を参照してください。

 

 

オイラー角

 

材料の座標系( x , y, z )を所望の解析空間の座標系(X,Y,Z)に変換します。

材料の座標系を解析空間の座標系に変換するためには、3回の回転操作が必要になり、

 

  1. z軸周りに角度θ

  2. x'軸周りに角度φ

  3. z''軸周りに角度ψ

 

だけ回転させます。この角(θ,φ,ψ)をオイラー角と呼びます。

代表的な3つの例を説明します。

 

  • スタートは、材料の座標系(xyz)を、設置したい方向に向けた状態とします。
  • ゴールは、解析空間の座標系(XYZ)と、材料の座標系(xyz)を、一致させることです。

 

 

x軸に分極した圧電セラミックス (0,-90,-90)

 ・注意:圧電セラミックスのように、1方向の異方性材料では、ベクトルでの方向指定が簡単なので、そちらをお勧めします。

 

水晶のATカット (0,125.15,0)

 

y軸まわりα回転 (90,-α,-90)

 

デフォルト:

材料の座標系と解析空間の座標系は一致しています。

 

円中心方向

(ラジアル)

 

 

磁石の磁化方向指定に使用します。

円(円筒)の中心方向に方向を設定する場合に使用します。(ラジアル異方性

 

 

極数6の場合の例

θ:開始方向と基準軸の角度

 

 

中心軸上の座標:

円の中心軸上の任意の点の座標を設定します。

解析空間が2次元の場合にはY座標は入力不要です。

 

中心軸のベクトル:

円の中心軸の方向を設定します。

解析空間が2次元の場合にはY軸(奥行き)方向固定です。

 

向き:

方向が円の中心から外向きか内向きかを設定します。

 

極数:

磁場静解析、調和解析のみで指定できます。

1周の極数を設定します。

極数は中心軸のベクトルに対して右回りに進みます。

 

基準軸のベクトル:

極の開始方向を設定します。

極数が2以上の場合に有効です。

 

開始方向と基準軸の角度:

極の開始方向が基準軸ベクトルから何度回転した位置にあるのか設定します。

極数が2以上の場合に有効です。

 

円周方向

 

 

磁石の磁化方向指定に使用します。

円(円筒)の円周方向(回転方向)に方向を設定する場合に使用します。

 

 

 

中心軸上の座標:

円の中心軸上の任意の点の座標を設定します。

解析空間が2次元の場合にはY座標は入力不要です。

 

中心軸のベクトル:

円の中心軸の方向を設定します。

解析空間が2次元の場合にはY軸(奥行き)方向固定です。

 

向き:

方向が中心軸のベクトルに対して右回りか左回りかを設定します。

 

極異方

 

 

磁石の磁化方向指定に使用します。

円周方向に極異方性をもつ極がある状態を設定する場合に使用します。(極異方性)

磁場静解析、調和解析のみで使用できます。

 

 

極数6の場合の例

R:半径

θ:開始方向と基準軸の角度

 

 

中心軸上の座標:

円の中心軸上の任意の点の座標を設定します。

解析空間が2次元の場合にはY座標は入力不要です。

 

中心軸のベクトル:

円の中心軸の方向を設定します。

解析空間が2次元の場合にはY軸(奥行き)方向固定です。

 

向き:

方向が円の中心から外向きか内向きかを設定します。

 

極数:

1周の極数を設定します。

極数は中心軸のベクトルに対して右回りに進みます。

 

基準軸のベクトル:

極の開始方向を設定します。

 

開始方向と基準軸の角度:

極の開始方向が基準軸ベクトルから何度回転した位置にあるのか設定します。

 

半径:

中心軸から各極の中心軸までの半径(距離)を指定します。

 

ハルバッハ

 

 

磁石の磁化方向指定に使用します。

ハルバッハ配列の磁石の状態を設定する場合に使用します。

 

極数4で外向きの場合の例

 

 

中心軸上の座標:

円の中心軸上の任意の点の座標を設定します。

解析空間が2次元の場合にはY座標は入力不要です。

 

中心軸のベクトル:

円の中心軸の方向を設定します。

解析空間が2次元の場合にはY軸(奥行き)方向固定です。

 

磁束を集中させる向き:

ハルバッハ配列の向きを指定します。

内側に磁場を集中させたいとき「内向き」に、外側に磁場を集中させたいときに「外向き」に設定します。

モータの場合、インナーに磁石がある場合は外向き、アウターに磁石がある場合は内向きになります。

 

極数:

1周の極数を設定します。

極数は中心軸のベクトルに対して右回りに進みます。

 

基準軸のベクトル:

極の開始方向を設定します。

 

開始方向と基準軸の角度:

極の開始方向が基準軸ベクトルから何度回転した位置にあるのか設定します。

 

分布取込
(分布データ)

圧電解析と熱伝導解析で、方向タイプがベクトルの場合に設定できます。

 

分布取込にチェックが入っている場合、
ボディ属性毎の方向に分布を持たせて設定できます。

分布データをクリックすると、分布データの編集ダイアログが開かれます。
分布データの編集ダイアログの入力方法は「分布を持つ境界条件、ボディ属性の設定」を参照してください。