シートメカニズム

メカニズムブラウザ

メカニズムブラウザの概要。

メニューバーからTools > Mechanismをクリックします。

制約事項: LS-DYNAおよびRadiossソルバーでのみ利用できます。

メカニズムブラウザ内での操作の取り消しや繰り返しは、RestoreツールバーのUndoまたはRedoコマンドで実行できます。

メカニズムブラウザは、2つの表示領域から構成されます。1つ目の表示領域には、ジョイント、ボディ、拘束から成るメカニズム構造が表示されます。2つ目の表示領域には、エンティティエディターが表示されます。

メカニズムブラウザには次のデータが表示されます：

列	内容
Entity	モデル内のメカニズム、ジョイント、ボディ、および拘束をリストします。
ID	メカニズム、ジョイント、ボディ、および拘束のIDを表示します。
タイプ	ジョイントまたは拘束タイプを表示します。
Color	ジョイントとボディエンティティの表示色を表示します。ボディの色は、モデルブラウザのコンポーネントの色のセットアップとは異なります。ボディの色は、ボディがレビューモードの場合に有効になります。
Lock level	ジョイントのロックレベルを表示します（緑色 = フリージョイント、黄色 = ロックされているジョイント）。

エンティティエディター

エンティティエディターは、メカニズムブラウザエンティティ内で定義された属性の割り当て、変更、および表示に使用されます。

例えば、ブラウザで新しいボディを作成したり、ボディを選択すると、エンティティエディターが開かれ、そのボディに関連する属性が表示されるため、これらを確認したり、変更することができます。

エンティティエディターで、エンティティ割り当て欄を右クリックし、CreateまたはEditを選択すると、選択したボディに割り当てられたエンティティを作成または編集することもできます。

コンテキストメニュー

オプション	対象	内容
Actuate Mechanism	メカニズム	次のいずれかのアクションを定義することにより、メカニズムを連結させることができます：節点の移動ボディの回転ターゲット位置への節点の移動
Check Mechanism	メカニズム	メカニズムの有効性をチェックし、共通節点、空のボディ、冗長なジョイントを見つけることができます。
Collapse	すべてのエンティティ	選択したメカニズムのすべてのフォルダーを閉じ、メカニズムアイテムのみを表示させます。
Collapse All	メカニズムブラウザ内	ブラウザ内のすべてのフォルダーを閉じ、メカニズムアイテムのみを表示させます。
Column Visibility	メカニズムおよびメカニズムブラウザ内	ブラウザ内のID、Type、Color、Lock、Common nodes、Empty BodyおよびRedundant Jointカラムの表示 / 非表示を切り替えられます。
Create	メカニズムおよびメカニズムブラウザ内	新規にメカニズム、ボディ、または拘束を作成します。ブラウザ内のメカニズムで右クリックすることにより、ボディまたは拘束のみを作成できます。
Delete	すべてのエンティティ	選択されたエンティティを削除。ショートカット：メカニズムブラウザで選択したエンティティを削除するには、Deleteキーを押します。
De-Link Dummy	メカニズム	ダミーがメカニズムにリンクされている場合、このオプションが有効になり、ダミーとメカニズム間のリンクを削除できます。
Expand	すべてのエンティティ	選択したフォルダーを開き、各レベルの全エンティティを表示させます。
Expand All	メカニズムブラウザ内	ブラウザのすべてのフォルダーを開き、各レベルの全エンティティを表示させます。
Export Position	メカニズム	Export Positionダイアログが開かれ、ここで選択したメカニズムの保存場所を、対応するソルバーの変換カードが含まれるソルバーファイルにエクスポートできます。
Hide	すべてのエンティティ	グラフィックス領域内のエンティティの表示をオフにします。この選択は、各アイテム単位の表示コントロールに影響を及ぼします。表示状態がオフであることを示すようアイコンが淡色表示されます。
Isolate	すべてのエンティティ	選択されたエンティティのみを表示し、同じタイプのその他のエンティティはすべてオフにします。
Link to Dummy	メカニズム	ダミーがセッション内に存在する場合、このオプションが有効になり、ダミーとシートメカニズムなどをリンクできます。
Lock/Unlock Joint	Joint	選択したジョイントのすべての自由度をブロック（ロック）したり、再度フリーに（ロック解除）します。
Move	Joint	エンティティエディターを開き、選択したジョイントの位置の値を定義し、表示内のジョイントマニピュレーターをアクティブにします。このマニピュレーターを使用すると、インタラクティブにジョイントを動かすことができます。
Move Mechanism To	メカニズム	選択したメカニズムを最初の位置、またはすでに保存されている別の位置に移動します。
Review	すべてのエンティティ	表示状態、マスク設定およびアクティブ状態（エンティティ状態ブラウザ）とは関係なく、spherical clippingが有効な場合はこれを有効にした状態で、選択されたエンティティだけを表示するReviewモードを起動します。ボディを選択すると、他のエンティティはグレイアウトされ、半透明で表示されるのに対し、そのボディはそのボディの色で表示されます。ジョイントまたはメカニズムを選択すると、ジョイントマーカーとボディリンクが表示されます。
Reset Review	すべてのエンティティ	以前選択したエンティティのレビューがリセットされます。
Rename	すべてのエンティティ	Name欄のエンティティの名前を変更します。新しい名前は一意である必要があります。名称変更されたエンティティのインスタンスはすべて、自動的に更新されます。名称変更をキャンセルするには、Escキーを押します。
Save Position as	メカニズム	表示されているメカニズムの位置を新しい位置として保存するか、既存の位置を置き換えます。
Show	すべてのエンティティ	グラフィックス領域内に選択されたエンティティを表示します。エンティティのアイコンが強調表示に変化します。これは、表示状態がオンであることを示します。メカニズムまたはジョイントに対してShowオプションを使用すると、内部の全エンティティが表示されます。
XRef Entities	すべてのエンティティ	Referencesブラウザが開かれ、選択されたエンティティとモデル内の他のエンティティの関係が階層ツリー構造で表示されます。単独または複数のエンティティの選択ができます。

サポートされるエンティティ

メカニズム（

）がメカニズムブラウザ内の階層のルートです。メカニズムを作成するには、メカニズムブラウザを右クリックし、コンテキストメニューからCreate > Mechanismの順に選択します。メカニズムは次のエンティティによって定義されます：

ボディ（）は有限要素パートまたは節点で作成される運動アセンブリを定義します。この運動アセンブリはエンティティエディターで選択できます。ボディを作成するには、Mechanismを右クリックし、コンテキストメニューからCreate > Bodyを選択します。
ジョイント（）は2つのボディ間（ジョイントタイプ： Ball、Cylinder、Revolute、Slider）、または3つのボディ間（DoubleSliderジョイント）の運動の関係を定義します。ジョイントを作成するには、ブラウザ内で結合する2つのボディを選択し、右クリックしてコンテキストメニューでConnectを選択します。DoubleSliderジョイントの場合は、3つ目のボディをエンティティエディターで定義する必要があります。
拘束（）は特定の節点またはポイントの位置でのボディに対する運動学的拘束条件を定義します。

ソルバーデックでエクスポートされるサポートキーワード

/END（Radiossの場合）または*END（LS-DYNAの場合）の後にキーワードを使用して、メカニズム情報が入力デックに埋め込まれます。

Radiossの場合、メカニズムは/MECHANISM_STARTキーワードと/MECHANISM_ENDキーワード間で定義され、以下の内容で構成されます：

/ASSEMBLYは、以下の属性でボディを定義します：
- アセンブリID
- アセンブリ名
- パートセットおよび関連するセットIDの数
- パートおよび関連するパートIDの数
- 節点セットおよび関連するセットIDの数
- ロックされた自由度
- オプションの局所座標系
/CONNECTIONは、以下の属性でアセンブリ間のジョイントを定義します：
- 結合名
- アセンブリID #1
- アセンブリID #2
- 結合位置（節点IDまたは結合位置座標により定義される）
- +および-方向でのジョイントの制限
- 現在のジョイント距離 / 角度値
- ロックレベル
- アセンブリID #3（ダブルスライダーの場合のみ）
- アセンブリ#3と、アセンブリ#1および#2間の相対変位のスケールファクター
/POSITIONは、保存されている位置に対し、以下の属性でメカニズムのアセンブリの位置情報を定義します：
- 位置名
- アセンブリ位置マトリックス
  注: 参照位置および初期位置は、メカニズム内で削除しないでください。
/CHILD_DUMMYは、以下の属性でメカニズムとダミー間のカップリングを定義します：
- 名前
- メカニズムのマスターアセンブリID
- ダミーID
- ダミーの子アセンブリの数
- マスターと子をリンクする自由度
- ダミーの子アセンブリID

メカニズムブラウザで作成したジョイントのタイプにより、次の結合キーワードを定義できます：

/CONNECTION_PINはボールジョイントを定義します。
/CONNECTION_HINGEは回転ジョイントを定義します。
/CONNECTION_LINEは円筒ジョイント、またはダブルスライダージョイント（アセンブリID #3が定義されているか、スライダージョイントの結合名の前に#HM_SLIDER_JOINTコメントが定義されている場合）を定義します。

LS-DYNAの場合は、同じキーワードが使用されますが、シンタックスは/ではなく*で始まります。

メカニズムの作成

このタスクでは、メカニズムの作成方法について説明します。

メカニズムを作成するには、手動と自動生成の2つの方法があります。このタスクでは、自動生成の方法を使用してメカニズムを作成します。

手動アプローチを使用する場合は、ボディとジョイントを定義することによって手動でメカニズムを作成します。
自動生成アプローチを使用する場合は、HyperMeshがFEモデルのコンポーネントと要素の選択に基づいて自動的にボディとジョイントを作成します。

メカニズムブラウザで右クリックし、Create > Mechanism > Auto Generateの順に選択します。

Auto Generateを選択すると、Mechanism Builderダイアログが表示されます。

メカニズムの抽出を有効にするには、ダイアログ上の各欄を定義または選択する必要があります。Mechanism Builderオプションの表に従ってオプションを設定します。

Mechanism Builderのオプション表

この表を使用して、Mechanism Builderのオプションを設定します。

表 1.
Mechanism Builderのオプション
オプション	動作
Mechanism Type	メカニズムのタイプ（SeatまたはGeneral）を選択します。この選択はダイアログ内の他のオプションに影響します。
Mechanism Name	抽出の完了後にメカニズムに付ける名前を入力します。
Entities	メカニズムを定義する有限要素コンポーネントを選択します。Components、Mechanisms、Assemblies、またはSetsを選択できます。
Node Selection on Lower Track	Mechanism TypeがSeatに設定されている場合は、シートの下側のトラックコンポーネント上の節点を選択できます。
Node Selection on Upper Track	Mechanism TypeがSeatに設定されている場合は、シートの上側のトラックコンポーネント上の節点を選択できます。
Sliding Vector on Upper Track	Mechanism TypeがSeatに設定されている場合は、シートトラック用に定義されたジョイントの移動方向を指定できます。
Seat Track with Roller Balls	Mechanism TypeがSeatに設定されている場合は、シートトラックにローラーボールが含まれているかどうかを指定できます。このオプションを選択した場合、HyperMeshは自動的にシートトラック用のダブルスライダージョイントを作成し、シートトラックローラーの追加のセレクターが表示されます。
Track Roller Balls	Mechanism TypeがSeatに設定され、Seat Track with Roller Ballsが選択されている場合は、このオプションにより、ダブルスライダージョイント内の3つ目のボディとして定義されるローラーボールコンポーネントを選択できます。
Joint Elements	メカニズム抽出プロセスでジョイントとして作成する必要のある有限要素（スプリングまたはビーム）を選択します。
Excluded Elements	メカニズムの抽出プロセスから除外する必要のある有限要素を選択します。例えば、有限要素モデル内のコンポーネントのリンクに使用されるが物理的条件ではない節点剛体は、ここで選択することによって、抽出プロセスで考慮されなくなります。
Excluded Contacts	有限要素モデル上で定義される可能性があるが、物理的な結合を表していないタイド接触を除外する場合に選択します。これにより、抽出ロジックからこのようなタイド接触が除外されます。
Detect Holes	穴検出パラメータをアクティブにする場合に選択します。これにより、コンポーネント内の同心穴を探すことでジョイント位置を検出することができます。
Relative Search Distance	Detect Holesが選択されている場合は、このオプションによって、ジョイント位置を定義する同心穴の検索距離が定義されます。
Components for Hole Search	Detect Holesが選択されている場合は、このオプションを使用して、穴検出を実行する必要のあるコンポーネントを選択することができます。
Preferred Revolute Joint Axis	回転ジョイント軸を定義するベクトルを入力します。これにより、ジョイント要素の向きが上書きされます。
Angular Tolerance	角度公差をこの欄に入力します。この角度内のジョイント軸がPreferred Revolute Joint Axisの値で上書きされます。

メカニズムとジョイントの配置

メカニズムとジョイントの位置を変更する方法の概要。

メカニズムの位置の変更

メカニズムブラウザでメカニズムを右クリックし、コンテキストメニューからActuate Mechanismを選択してから、次のいずれかを選択します。
- Translateを選択してエンティティエディターを開き、Node/Constraintを選択して、モーションのDirectionを指定し、適用する平行移動のMagnitudeを定義します。
  上矢印ボタンと下矢印ボタンを使用してMagnitudeを変更することもできます。さらに、Increment値を変更することで、操作の増分を制御できます。
  
  図 4.
- Rotateを選択してエンティティエディターを開き、Bodyを選択して、Rotation axis、回転中心（Base point）を定義し、ボディに適用する回転のMagnitudeを指定します。
  上矢印ボタンと下矢印ボタンを使用してMagnitudeを変更することもできます。さらに、Increment値を変更することで、操作の増分を制御できます。
  
  図 5.
- Target Pointを選択してエンティティエディターを開き、Nodeを選択して、そのTarget locationを定義します。Moveをクリックし、ジョイント制限値に応じて選択した節点をターゲット位置または最も近い位置に配置するために各ボディの位置を計算します。
  このオプションは、Multiple pairsをYesに設定することで、一連の節点およびターゲットに適用できます。
  
  図 6.
Saveをクリックし、得られた位置を保存します。
名前がNew position name欄に追加されます。

ジョイントの位置の変更

メカニズムブラウザでジョイントを右クリックし、コンテキストメニューからMoveを選択します。
ジョイントの位置を変更します。
- グラフィックス領域で、マニピュレーターをクリックしてドラッグします。
  
  図 7.
- エンティティエディターで、ジョイントのCurrent angleを変更します。
  
  図 8.
Increment値を変更して操作の増分を制御します。

Joint Coupling

Joint coupling provides functionality that allows you to create a gear joint (coupling between two revolute joints), or a rack and pinion joint (coupling between a slider joint and a revolute joint).

With joint coupling, you can link the degrees of freedom of two joints with a given multiplication factor.

To create a joint coupler, right-click on the mechanism and select Create > Joint Coupler from the コンテキストメニュー.

図 10.
In the エンティティエディター under Joints, select the two joints to link.

図 11.
Under Joint Factors, in the Factor 1 field, enter an appropriate multiplication factor.
Click Create.

Joint with Morphing

When creating slider joints, you can select additional components that will be automatically morphed along with the motion of the selected bodies.

This functionality is useful when morphing a wheel suspension system, for example.

To activate the joint with morphing functionality, from the エンティティエディター, check the Slider with Morphing checkbox.
Under Support, select the components you want to morph in the Component to Morph field.

図 13.
Click Create.

ダミーのメカニズムへのリンク

車体有限要素モデルで、メカニズムブラウザを使用して、シート、ステアリングホイール、ペダルなどの動的システムをさまざまな位置に迅速かつ効率的に設定します。

ダミーをシートに配置し、その手をステアリングホイールに、足をペダルに置くことができます。ダミーをシートメカニズムにカップリングするには、１つ以上のダミーのボディ（“子”ボディ）の自由度をシートメカニズムのボディ（“マスター”ボディ）にリンクする必要があります。マスターボディのモーションによって子ボディのモーションが決まりますが、マスターボディのモーションはダミージョイントの角度制限によって制限される場合があります。

メカニズムブラウザ内のシートメカニズムを右クリックし、コンテキストメニューからLink to Dummyを選択します。
Dummiesダイアログでシートメカニズムにリンクするダミーを選択し、Nextをクリックします。
Mechanism bodies (Master body)ダイアログで、シートからマスターボディを選択し、Nextをクリックします。

注: この使用例では、シートクッションを選択するのが一般的です。
Dummy bodies (child bodies)ダイアログで、ダミーのセカンダリボディとリンクしている自由度を選択し、Closeをクリックします。

注: この使用例では、ダミーの胴体下部に自由度Tx、Ty、およびTz（デフォルトで選択）でリンクするのが一般的です。
ダミーのボディの一部（手や足など）を固定するには、コンテキストメニューからCreate > Constraint > Point NodeまたはPoint Locationの順に選択して、それらのボディの拘束を定義します。
シートメカニズムを配置します。
ダミーの胴体の位置は自動的に更新されます。