HM-4620：LS-DYNAの剛体壁、モデルデータ、制約条件、断面特性、および出力要求の定義

このチュートリアルでは、vehicle massコンポーネント用の*PART_INERTIAの作成、*DEFINE_BOXと*INITIAL_VELOCITYを使用したバリア節点を除くすべての節点への速度の作成、*CONTACT_AUTOMATIC_GENERALを使用したクラッシュボックス、バンパー、およびバリア間の接触と静止剛体壁の作成、*DATABASE_HISTORY_NODEを使用した出力節点の指定、*DATABASE_CROSS_SECTION_PLANEを使用した合成力出力の指定、*CONSTRAINED_EXTRA_NODESを使用した剛体質量への節点の追加について学習します。

開始する前に、作業ディレクトリに<hm.zip>/interfaces/lsdyna/からbumper_start.keyをコピーします。

*PART_INERTIA、*CONSTRAINED_EXTRA_NODES、*DATABASE_CROSS_SECTION_(Option)、*RIGIDWALLの概要

ここでは、*PART_INERTIA、*CONSTRAINED_EXTRA_NODES、*DATABASE_CROSS_SECTION_(Option)、*RIGIDWALLについて学習します。

*PART_INERTIA

有限要素メッシュから計算する代わりに、INERTIAオプションにより慣性特性および初期条件を定義することが可能です。これは、剛体のみに適用します。LS-DYNAモデルをHyperMeshにインポートする際、*PART_INERTIA IRCSパラメータの値は0から1に変更されます。慣性コンポーネントは、グローバルからローカル軸へ変換されます。

*PART_INERTIA要素が並進移動または回転する場合、慣性コンポーネントを自動的に更新することができます。並進移動または回転するための*PART_INERTIA要素を選択する場合、by compで要素を選択します。この選択方法で、慣性特性が自動的に更新されるようになります。

*CONSTRAINED_EXTRA_NODES

このカードは、剛体の一部として追加の節点を定義します。ソルバーブラウザまたはモデルブラウザ、Create Cardsメニュー（Toolsプルダウンメニューからアクセス）、またはQuick Accessツール（Ctrl + F）からもキーワードを入力して作成することができます。

*DATABASE_CROSS_SECTION_(Option)

*DATABASE_CROSS_SECTION_(Option)は、ASCII SECFORCファイルに出力される断面力のための断面を定義します。オプションは、PLANEとSETです。

PLANEオプションには、切断面を定義する必要があります。最良な結果を得るには、プレーンはどちらか一方に一様に分配される要素の中間を通る綺麗なパスが望ましいです。

SETオプションは、セット内で手動で認識された切断面を介して自動的に生成される入力と同等のものを必要とします。断面力結果に寄与する断面内のすべての節点およびそれに関連する要素は、セットで定義される必要があります。

*DATABASE_CROSS_SECTION_SETと*DATABASE_CROSS_SECTION_PLANEは、ソルバーブラウザ、モデルブラウザ、Create Cardsメニュー（Toolsプルダウンメニューからアクセス）、またはQuick Accessツール（Ctrl + F）でキーワードを入力して作成することができます。

*RIGIDWALL

*RIGIDWALLは、剛体サーフェスと変形体の節点間の接触を処理する手法を提供しています。

ソルバーブラウザまたはモデルブラウザ、Create Cardsメニュー（Toolsプルダウンメニューからアクセス）、またはQuick Accessツール（Ctrl + F）からキーワードを入力して作成することができます。

LS-DYNAユーザープロファイルの読み込み

このステップでは、LS-DYNAユーザープロファイルを読み込みます。

  1. HyperMesh Desktopを起動します。
  2. User ProfilesダイアログでユーザープロファイルをLsDyna に設定します。

LS-DYNAモデルのインポート

このステップでは、HyperMeshにLS-DYNAモデルファイルをインポートします。

  1. メニューバーからFile > Import > Solver Deckを選択します。
    Import - Solver Deckタブが開きます。
  2. file欄でbumper_start.keyをクリックします。
  3. Importをクリックします。

*PART_INERTIAの定義

このステップでは、欠落したパートの慣性特性と質量を考慮するためのvehicle massコンポーネント用の*PART_INERTIAを定義します。

  1. モデルブラウザでComponentフォルダーのvehicle massをクリックします。


    図 1.
    エンティティエディターにコンポーネントのカードデータが表示されます。
  2. エンティティエディターで、コンポーネントのカードデータを編集します。
    1. OptionsをInertiaに設定します。
    2. XC（X coordinate of center of mass）に700を入力します。
    3. YC（Y coordinate of center of mass）に0.0を入力します。
    4. ZC（Z coordinate of center of mass）に170を入力します。
    5. TM（translational mass）に800を入力します。
    6. IXX（XX component of target inertia）に1.5E+07を入力します。
    7. IXY（XY component of target inertia）に-5.0E+03を入力します。
    8. IXZ（XZ component of target inertia）に-8.0E+06を入力します。
    9. IYY（YY component of target inertia）に5.0E+07を入力します。
    10. IYZ（YZ component of target inertia）に900を入力します。
    11. IZZ（ZZ component of target inertia）に6.0E+07を入力します。
    12. VTX（Initial translational velocity of rigid body in x direction）に -10を入力します。

バリアの節点を除くすべての節点を入れる*DEFINE_BOXの作成

ここでは、バリアの節点を除くすべての節点を入れる*DEFINE_BOXを作成します。

  1. メニューバーからView > Browsers > HyperMesh > Solverを選択してソルバーブラウザを開きます。
  2. ソルバーブラウザで右クリックし、コンテキストメニューからCreate > *DEFINE > *DEFINE_BOXを選択します。


    図 2.
    新規ブロックがエンティティエディターで開かれます。
  3. エンティティエディターでブロックを定義します。
    1. Nameにbox velocityを入力します。
    2. オプション: カラーアイコンをクリックし、ブロックに新しい色を設定します。
    3. Xmin Ymin Zminに-530、-800, 0を入力します（図 3参照）。


      図 3.
    4. Xmax Ymax Zmaxに200、800, 300を入力します（図 4参照）。


      図 4.

初速の作成

このステップでは、バリア節点を除くすべての節点に初速を作成します。

節点セット上への速度境界条件は、ソルバーブラウザ、またはモデルブラウザ、Create Cardsメニュー（Toolsプルダウンメニューからアクセス）から、またはQuick Accessツール（Ctrl + F）でキーワードを入力して作成することができます。
  1. ソルバーブラウザで右クリックし、コンテキストメニューからCreate > *INITIAL > *INITIAL_VELOCITYを選択します。


    図 5.
    新規荷重コレクターがエンティティエディターで開かれます。
  2. エンティティエディターで荷重コレクターを定義します。
    1. Nameにvelocityを入力します。
    2. VX（Initial velocity in the global X direction）に–10を入力します。
    3. BOXIDをクリックし、Blockをクリックします。


      図 6.
    4. Select Blockダイアログでbox velocityを選択し、OKをクリックします。


      図 7.

節点エンティティセットの節点を確認

このステップでは、Constrain Vehicleという名の事前に定義された節点エンティティセット（*SET_NODES_LIST）を2つの方法で確認します。

  1. 方法1
    1. ソルバーブラウザの*SETフォルダーの*SET_NODE_LISTフォルダーの下のConstrain Vehicleを右クリックし、コンテキストメニューからReview を選択します。
      セットの節点がハイライト表示されます（図 8参照）。


      図 8.
    2. Constrain Vehicleを右クリックし、コンテキストメニューからReviewを選択します。
      エンティティが元の色に戻ります（図 9参照）。


      図 9.
  2. 方法2
    1. メニューバーからTools > Edit > Setsをクリックします。
    2. Entity Setsパネルでreviewをクリックします。
    3. display RLs/hide RLsトグルをhide RLsに設定します（図 10参照）。
      注: このオプションは、リストからすべての節点剛体ボディを抜き出します。


      図 10.
    4. Constrain Vehicleセットを選択します。
      セットの節点がハイライト表示されます（図 11参照）。


      図 11.
    5. パネルを閉じるため、returnをクリックします。

*CONSTRAINED_EXTRA_NODES_SETの作成

このステップでは、*CONSTRAINED_EXTRA_NODES_SETを作成します。

  1. ソルバーブラウザで右クリックし、コンテキストメニューからCreate > *CONSTRAINED > *CONSTRAINED_EXTRA_NODES_SETを選択します。


    図 12.
    新規のconstrained extra nodeがエンティティエディター内で開かれます。
  2. エンティティエディターでconstrained extra nodeを定義します。
    1. NameにExtraNodesを入力します。
    2. PIDでUnspecified > Componentを選択します。


      図 13.
    3. Select Componentsダイアログでvehicle massを選択し、OKをクリックします。


      図 14.

Constrain Vehicleの節点を定義

vehicle mass剛体のパートにConstrain Vehicleセットの節点を定義します。

このステップでは、ExtraNodes constrained extra node用にConstrain Vehiclを開いたままにします。
  1. NSIDでUnspecified > Setを選択します。
  2. Select SetダイアログでConstrain Vehicleを選択し、OKをクリックします。

vehicle mass剛体の追加節点の確認

このステップでは、vehicle mass剛体のパートの追加の節点を確認します。

  1. 以下に示す手順の1つを使用してExtraNodesを確認します：
    • ソルバーブラウザで、ExtraNodesを右クリックし、コンテキストメニューからReview （Qキーを押す）を選択します。
    • モデルブラウザで、ExtraNodesを右クリックし、コンテキストメニューからReview （Qキーを押す）を選択します。
    追加節点が赤で、PID（vehicle mass）が青で、その他のエンティティはグレーで表示されます（図 15参照）。


    図 15.
  2. ExtraNodesを右クリックし、コンテキストメニューからReviewを選択してエンティティを元の表示色で表示します。

エンティティセットの作成

このステップでは、vehicle massコンポーネント用のエンティティセット*SET_PART_LISTを作成します。

このセットにない他のすべてのコンポーネントは接触に含まれます。
  1. ソルバーブラウザで右クリックし、コンテキストメニューからCreate > *SET > *SET_PART > *SET_PART_LISTを選択します。
    ヒント: *SET_PART_LISTは、モデルブラウザ、Create Cardsメニュー（Toolsプルダウンメニューからアクセス）、またはQuick Accessツール（Ctrl + F）からもキーワードを入力して作成することができます。


    図 16.
    新規セットがエンティティエディターで開かれます。
  2. エンティティエディターでセットを定義します。
    1. nameにExempt Partsを入力します。
    2. Entity IDsで、0 Components > Componentsをクリックします。
    3. Select Componentsダイアログでvehicle massを選択し、OKをクリックします。

*CONTACT_AUTOMATIC_GENERAL接触の作成

このステップでは、*CONTACT_AUTOMATIC_GENERAL接触を作成します。

  1. ソルバーブラウザで右クリックし、コンテキストメニューからCreate > *CONTACT > *CONTACT_AUTOMATIC_GENERALを選択します。


    図 17.
    新規グループがエンティティエディターで開かれます。
  2. nameにimpactを入力します。

セカンダリサーフェスの定義

このステップでは、secondary set type 6でセカンダリサーフェスを定義し、exempted part用にpart set IDを定義します。

このステップでは、impactグループ用にエンティティエディターを開いたままにします。
  1. SSIDをクリックします。
  2. エンティティセレクターをSetに設定します。
  3. Set をクリックします。
  4. Select SetダイアログでExempt Partsを選択し、OKをクリックします。
  5. ExemptSlvPartSetチェックボックスを選択します。
    SSTYPE（secondary surface type）の値は、図 18にあるように、2（part set ID）から6（ exempted parts用のpart set ID）に変更します。


    図 18.

エンティティセットの作成

このステップでは、断面力結果に寄与する要素を指定するためのエンティティセット*SET_PART_LISTを作成します。

  1. ソルバーブラウザで右クリックし、コンテキストメニューからCreate > *SET > *SET_PART > *SET_PART_LISTを選択します。


    図 19.
    新規グループがエンティティエディターで開かれます。
  2. エンティティエディターでセットを定義します。
    1. NameにCrossSectionPlane-Partsを入力します。
    2. Entity IDsで、0 Components > Componentsをクリックします。
    3. Select Componentsダイアログでinterior crashboxとexterior crashboxを選択します。
    4. OK をクリックします。

断面の定義

このステップでは、*DATABASE_CROSS_SECTION_PLANEを作成し、断面を定義します。

  1. ソルバーブラウザで右クリックし、コンテキストメニューからCreate > *DATABASE > *DATABASE_CROSS_SECTION_PLANEを選択します。


    図 20.
    新規グループがエンティティエディターで開かれます。
  2. NameにCrossSection_Planeを入力します。

断面のサイズと位置を定義

このステップでは、断面のサイズと位置を定義します。

また、ベース節点によって平面の原点（法線ベクトルの開始点）を定義します。エンティティエディターでCrossSection_Plane断面が開かれます。
  1. base節点を作成します。
    1. Nodesパネルを開くため、メニューバーからGeometry > Create > Nodes > XYZ をクリックします。
      ヒント: また、F8を押して開くこともできます。
    2. x欄に-320を入力します。
    3. y欄に-500を入力します。
    4. z欄に100を入力します。


      図 21.
    5. createをクリックします。
      図 22のように新規節点が表示されます。


      図 22.
    6. returnをクリックします。
  2. エンティティエディターで断面のXTAIL, YTAIL, ZTAIL (base node)を定義します。
    1. XTAIL, YTAIL, ZTAIL (base node)をクリックし、をクリックします。
    2. グラフィックス領域で、1で作成したベース節点を選択します（図 23参照）。
      注: ベースの節点の表示が確認できない場合、Visualizationツールバー上のをクリックしてワイヤーフレームで要素を表示します。


      図 23.
    3. proceedをクリックします。
      図 24で示すよう、XTAIL, YTAIL, ZTAIL欄にベース節点の座標値が表示されます。


      図 24.
  3. Geometry typeをFinite planeに設定します。
  4. 法線ベクトルを定義します。
    1. Normalをクリックし、をクリックします。
    2. 方向セレクターをx-axisにセットします。
    3. proceedをクリックします。
  5. エッジベクトルを定義します。
    1. Edgeをクリックし、をクリックします。
    2. パネル領域で、方向セレクターをy-axis に設定します。
    3. proceedをクリックします。
      エッジベクトルLの座標値がNormal欄に表示されます。
  6. LENL（length of edge a, in the L direction）に、100を入力します。
  7. LENM （length of edge b, in the M direction）に、200を入力します。
    ヒント: Base節点、エッジ、および法線の座標があらかじめわかっている場合は、エンティティエディター内で直接指定できます。


    図 25.

断面のセカンダリパートを指定

このステップでは、断面のセカンダリパートを指定します。

CrossSection_Plane断面用にエンティティエディターを開いたままにします。
  1. PSIDでUnspecified > Setを選択します。
  2. Select SetダイアログでCrossSectionPlane-Partsを選択し、OKをクリックします。

剛体壁のセカンダリエンティティを表示

このステップでは、剛体壁のセカンダリエンティティを表示します。

  1. ソルバーブラウザで、CrossSection_Planeを右クリックし、コンテキストメニューからReview を選択します。
    セカンダリエンティティと剛体壁をハイライトし、他のすべてのエンティティは、一時的に灰色で表示します（ 図 26参照）。


    図 26.
  2. CrossSection_Planeを右クリックし、コンテキストメニューからReviewを選択してエンティティを元の表示色で表示します。

バリアとバンパー節点をを入れる*DEFINE_BOXの作成

このステップでは、バリアとバンパーの左側を構成する節点を入れる*DEFINE_BOXを作成します。

これらの節点は、剛壁のセカンダリとなります。
  1. ソルバーブラウザで右クリックし、コンテキストメニューからCreate > *DEFINE > *DEFINE_BOXを選択します。


    図 27.
    新規ブロックがエンティティエディターで開かれます。
  2. エンティティエディターでブロックを定義します。
    1. Nameにhalf modelを入力します。
    2. オプション: カラーアイコンをクリックし、ブロックの表示色を設定します。
    3. Xmin Ymin Zminに-600、-800, 0を入力します。
    4. Xmax Ymax Zmaxに-460、0, 400を入力します。


      図 28.

*RIGIDWALL_PLANAR_FINITEの作成

このステップでは、*RIGIDWALL_PLANAR_FINITEを作成し、HyperMesh グループを定義します。

*RIGIDWALLは、ソルバーブラウザまたはモデルブラウザ、Create Cardsメニュー（Toolsプルダウンメニューからアクセス）、またはQuick Accessツール（Ctrl + F）からキーワードを入力して作成することができます。
  1. ソルバーブラウザで右クリックし、コンテキストメニューからCreate > *RIGIDWALL > *RIGIDWALL_PLANAR_FINITEを選択します。


    図 29.
    新規剛体壁がエンティティエディターで開かれます。
  2. Nameにwallを入力します。

剛体壁のサイズと位置を定義

ここでは、create nodesパネルを使用して節点を作成し、それをベース節点として選択します。

Create NodesパネルのXYZサブパネルで、剛体壁の原点（法線ベクトルの末端）をベース節点によって定義します。このステップでは、rigid wall用にエンティティエディターを開いたままにします。
  1. base節点を作成します。
    1. Nodesパネルを開くため、メニューバーからGeometry > Create > Nodes > XYZ をクリックします。
      ヒント: また、F8を押して開くこともできます。
    2. をクリックし、XYZサブパネルを開きます。
    3. x欄に-600を入力します。
    4. y欄に-750を入力します。
    5. z欄に90を入力します。
    6. createをクリックします。
      ヒント: ベースの節点の表示が確認できない場合、Visualizationツールバー上のをクリックしてワイヤーフレームで要素を表示します。
    7. returnをクリックします。
  2. XT、YT、 ZTに-600、-750, 90を入力します（図 30参照）。
    注: ステップ1で作成した節点を剛体壁のベースとして選択することもできます。


    図 30.
  3. Geometry typeをFinite planeに設定します。
  4. 法線ベクトルを定義します。
    1. Normalをクリックし、をクリックします。
    2. 方向セレクターをx-axisにセットします。
    3. proceedをクリックします。
  5. エッジベクトルを定義します。
    1. Edgeをクリックし、をクリックします。
    2. パネル領域で、方向セレクターをy-axis に設定します。
    3. proceedをクリックします。
  6. Length LENLに165を入力します。
  7. Length LENMに250を入力します。
    注: LENLとLENMの入力値は、LおよびM方向におけるaおよびbエッジの長さです。これらの値は剛体壁のサイズを定義します。


    図 31.

節点を剛体壁のセカンダリとして指定

このステップでは、剛体壁用のエンティティエディターを使用して、*DEFINE_BOX half modelの節点を剛体壁のセカンダリとして指定します。

このステップでは、rigid wall用にエンティティエディターを開いたままにします。
  1. BOXID > Blockをクリックします。
  2. Select Blockダイアログでhalf modelを選択し、OKをクリックします。
  3. FRIC（Interface friction）に1.0を入力します。

出力節点の指定

このステップでは、*DATABASE_HISTORY_NODEでASCII NODOUTファイルに出力する節点を指定します。

  1. ソルバーブラウザで右クリックし、コンテキストメニューからCreate > *DATABASE > *DATABASE_HISTORY_NODEを選択します。


    図 32.
    新規出力ブロックがエンティティエディターで開かれます。
  2. エンティティエディターで出力ブロックを定義します。
    1. Nameにnodethを入力します。
    2. Entity IDsで、0 Nodes > Nodesを選択します。
    3. グラフィックス領域で、図 33に示す節点をクリックします。


      図 33.
    4. proceedをクリックします。

モデルのエクスポート

このステップでは、モデルをLS-DYNA 971フォーマット入力ファイルにエクスポートします。

  1. メニューバーからFile > Export > Solver Deckをクリックします。
    Export - Solver Deckタブが開きます。
  2. File typeをLsDynaにセットします。
  3. File欄で、作業ディレクトリに移動し、Bumper_complete.keyとして保存します。
  4. Exportをクリックします。

入力ファイルのサブミット

ここでは、LS-DYNA入力ファイルをLS-DYNA 970にサブミットします。

  1. スタートメニューから、LS-DYNA Manager プログラムを開きます。
  2. solversメニューから、 Start LS-DYNA analysisを選択します。
  3. bumper_complete.keyファイルを読み込みます。
  4. OKをクリックして解析を開始します。

HyperViewでの結果の表示

このステップでは、HyperViewで結果を確認します。

これで演習は終了です。
作業をHyperMeshファイルに保存します。