磁場応力解析タブ

設定項目

解説

磁場解析の種類

静解析 時間的に変化のない解析。たとえば一定の力を加えた時の応力解析や直流電流による磁界解析など。

一定の荷重、電圧、電流を加える解析

調和解析 正弦波で駆動したときの解析。解析条件で駆動する周波数を指定する。

正弦波で変化する荷重、電圧(交流)、電流(交流)に対する応答解析

過渡解析 時間的にフィールド分布が変化している解析。

過渡状態(時間と共に変化する状態)の解析

（注）磁場過渡解析は特別オプション機能です。

応力解析の種類

静解析 時間的に変化のない解析。たとえば一定の力を加えた時の応力解析や直流電流による磁界解析など。

一定の荷重を加える解析

調和解析 正弦波で駆動したときの解析。解析条件で駆動する周波数を指定する。

正弦波で変化する荷重に対する応答解析

過渡解析 時間的にフィールド分布が変化している解析。

過渡状態(時間と共に変化する状態)の解析

応力過渡解析は特別オプション機能です。

解析オプション

解説

トルクの計算を行う

電磁力によるトルクを計算するときにチェックします。

『解析の種類』が静解析で、『解析空間』が2次元もしくは3次元の場合に計算可能です。

インダクタンスの計算を行う

自己インダクタンス、相互インダクタンス、インピーダンス(調和解析のみ）を計算するときにチェックします。

• 詳細は、「インダクタンス計算」を参照下さい。

• 静解析の場合は、[インダクタンスの計算を行う]で固定です。

• 多少計算に時間がかかりますので、上記パラメータが不要の場合はOFFにして下さい。
  

計算タイプ

インダクタンスの計算タイプを以下から選択します。

見掛けインダクタンス

微分インダクタンス

静解析かつ非線形解析時に選択が必要です。

それ以外の場合は、どちらを選択しても同じ結果になります。

詳細は「インダクタンスの計算タイプ」を参照して下さい。

解析オプション

解説

外部回路連成

外部回路との連成解析を行うときにチェックします。

外部回路はを押して、外部回路図エディタを起動して定義します。

回転機

モータや発電機などの回転機を解析するときにチェックします。

回転機解析の詳細な設定は、「回転機タブ」で行います。

インダクタンスの計算を行う

自己インダクタンス、相互インダクタンスを計算するときにチェックします。

• 多少計算に時間がかかりますので、上記パラメータが不要の場合はOFFにして下さい。

• 過渡解析では、インダクタンスの計算タイプは選択できません。
  詳細は「インダクタンスの計算タイプ」を参照して下さい。

部分モデル(対称モデル)の設定

部分モデル(対称モデル)で解析する際に入力します。

以下の換算、調整のために設定する項目です。

• 出力結果値（トルクなど、結果テーブルに表示される値）の換算

• 外部回路連成時の解析領域と外部回路の関係の調整

• 運動方程式連成時の解析領域（対称モデル）とフルモデルの比率の調整

部分モデル（対称モデル）

解析領域が周期対称など、実際の解析対象に対して部分的なモデル（対称モデル）の場合にチェックします。

　分割数(フルモデル/部分モデル)

　フルモデルを何分割したモデルなのかを設定します。例えば1/4周期対称モデルの場合は「4」を入力します。

　外部回路入出力換算  
 外部回路の入力値をフルモデルの値で入力する場合は[換算する]、部分モデルに合わせた値を入力する場合は[換算しない]を選択します。

  また、[換算する]と[結果を実モデルに換算して出力]がONの場合、外部回路関連の出力結果値（回路要素電流など、結果テーブルに表示される値）をフルモデルに換算して出力します。        　[換算する]を選択した場合、外部回路上のコイルの直列/並列接続の回路構成数を[直列数]と[並列数]に入力します。

  具体的な設定方法は、「外部回路換算の設定例」を参照下さい。

  換算処理の詳細は、「外部回路換算」を参照下さい。

結果をフルモデルに換算して出力

出力結果値（トルクなど、結果テーブルに表示される値）を換算して出力する場合にチェックします。

たとえば2次元の1/4周期対称モデルの場合は、トルク値は「素値*モデルの厚み*部分モデルの分割数」となります。

基本周波数(1周期、鉄損計算で利用)

電気角1周期の決定、鉄損計算などで利用する基本周波数を設定します。

過渡解析時のみ有効です。

• 電気角1周期は回転機の平均トルク算出区間や、損失の算出区間、効率の算出区間などに使用されます。
  電気角1周期 = 1/基本周波数 です。

• 鉄損計算での利用については、「鉄損タブ」を参照下さい。
  

電源の周波数

電源の周波数を自動で参照します。

DC電源の場合は利用できません。

この基本周波数はボディ モデルを形成するもの。Femtetで作成したモデルは「ボディ」の集まり。属性の[電流]タブの設定によって以下のように決定します。

周波数を指定

基本周波数を手動で指定します。

極数、回転数から計算

回転機の極数と回転数から計算します。

極数を入力します。

回転数は「回転機タブ」の回転数が参照されます。

解析オプション

解説

加速度

モデルの自重を考慮した解析を行う場合に使います。

 『解析の種類』 が [共振解析 特定の周波数で駆動すると共振し、大きく振動するが、その周波数と振動モードの解析] の場合は、選択不可能になります。

角速度 回転運動をする物体の回転速度を[rad/sec]の単位であらわした物理量

遠心力を考慮した解析を行う場合に使います。

『解析の種類』が静解析で、『解析空間』が軸対称もしくは３次元の場合に使用

可能です。なお、回転軸はＺ軸で固定です。

熱荷重 物体の線膨張によって、異なる線膨張係数を有する物体間で発生する荷重

熱荷重を考慮するときにチェックします。

ここをチェックするとステップ/熱荷重タブにて熱荷重を設定できるようになります。

シェル自由度 シェル要素では座標変位に加え回転自由度も考慮できる。これらをシェル自由度と呼んでいる。の

拘束条件を使用

３次元の解析で利用できます。チェックした場合は機械境界タブの

変位の回転方向自由度を拘束できるようになります。

2次元近似

2次元解析を行う場合にいずれかを選択してください。

平面ひずみ 2次元応力解析の場合に、モデルの奥行き方向のひずみをゼロとみなす近似方法。奥行き寸法が十分厚い場合に有用。

解析対象が奥行き方向(Y方向)に固定されているため、奥行き方向(Y方向)に変位が発生しない

という前提で解析を行います。

奥行き方向(Y方向)のひずみ成分はゼロとし、平面方向(XZ方向)成分のみのひずみを考慮します

ので平面ひずみ近似と呼びます。

平面応力 2次元応力解析の場合に、モデルの奥行き方向の応力をゼロとみなす近似方法。奥行き寸法が薄い場合に有用。

解析対象の奥行き寸法（Y方向の厚み）が平面長さ寸法（XZ方向の寸法）に比較して十分薄く

奥行き方向（Y方向）に自由に変形できるという前提で解析を行います。

奥行き方向（Y方向）の応力成分はゼロとし、平面方向（XZ方向）成分のみの応力を考慮します

ので平面応力近似と呼びます。

大変形 Femtetでは、 要素の回転やひずみが大きい状態を大変形と呼ぶ。大変位、大ひずみの総称。

大変形を考慮した幾何学的非線形の解析を行うときにチェックします。

Femtetでは、要素の回転とひずみが大きい状態を大変形と呼びます。

詳細はテクニカルノート「大変形(幾何学的非線形)の解析」を参照してください。

・大変位 それまでに生じた変位（特に回転変位）の影響が無視できない場合に使用する応力解析のオプションのみチェックした場合

回転の影響を考慮した解析が行われます。

グリーン・ラグランジュひずみを使用したトータル・ラグランジュの定式化 初期配置を基準として行列方程式を作成する手法を行います。

・大変位、大ひずみ 数%以上の大きなひずみが発生する場合に使用する応力解析のオプション両方をチェックした場合

回転の影響と、数%以上の大きなひずみの影響を考慮した解析が行われます。

対数ひずみを使用したアップデイト・ラグランジュの定式化 直前の配置を基準として行列方程式を作成する手法を行います。

大ひずみをチェックする場合は、大変位のチェックも入れることを推奨します。

・大ひずみのみチェックした場合

数%以上の大きなひずみの影響を考慮した解析が行われます。

対数ひずみを使用したアップデイト・ラグランジュの定式化を行います。

大変形の解析を行う場合、反復計算を行うことになるので、解析に時間がかかることがあります。

『解析の種類』が[静解析]の時のみ入力可能です。

磁場過渡解析結果の電磁力参照タイプ

磁場解析の種類が過渡解析の場合に、以下のタイプから選択します。

最終ステップの値

磁場解析の時間ステップの最終ステップでの電磁力を、応力解析の荷重（時間軸で一定）として参照します。

各ステップの値

応力解析の種類が過渡解析の場合に選択可能です。

磁場解析の各時間ステップ毎の電磁力を、応力解析の各時間ステップ毎の荷重として参照します。