スナップフィットを作成しています。円筒形状です。
ベース
使用ツール
| 項目 | 使用ツール | 備考 |
|---|---|---|
| モデル化 | FreeCAD 0.21 | |
| メッシャー | salome 9.10 | |
| プリプロセッシング | テキスト編集 | |
| ソルバー | CalculiX 2.19 | |
| ポストプロセッシング | ParaView 5.11.0 |
モデル条件
形状
解析はハーフモデルで行います。
物性値
| 材質 | 項目 | 設定 |
|---|---|---|
| - | ヤング率 | 23000 MPa |
| ポアソン比 | 0.37 |
ヤング率が低い材料だと計算が収束しずらくなります。
仮の値で計算実行しています。
境界条件
| 項目 | 設定 | |
|---|---|---|
| 境界条件 | 拘束 | スナップフィットは、Fix Node部を固定 |
| 強制変位 | シャフトは、剛体設定にして、X軸方向を制動。 YZ方向は固定。 | |
| 摩擦係数 | 0.1 | |
参考：
結果
datに結果出力しています。Y軸方向の荷重を確認すると、最大応力時の荷重は436Nになります。
total force (fx,fy,fz) for set NODEBC_GROUP_4 and time 0.7500000E+00
-7.943928E+01 4.356008E+02 5.398758E-03
曲がり梁で確認すると、144MPa程度になります。この差は、確認モデルとの荷重発生位置の違いと、評価箇所のずれのためが大きいようです。状況を考えると結果のオーダーは合っていそうです。
参考：
また、先端部に残留応力のような箇所があります。そのような解析ではありませんし、当たっている箇所でもありません。このあたり注意する必要があります。
作業 ジオメトリ
FreeCADまたは他のモデラーで作成します。
参考：T131 モデリング
サンプルモデル：B010_2 model.step
B010_2 model_half.step
作業 メッシング
salomeでメッシングします。
接触面と、固定部の節点をグループ分けします。参考：フィルター
サンプルファイル：B010_2_shaft.unv
B010_2_snapFit.unv
作業 解析ファイル
ファイルは３つ作成します。
軸とスナップフィットの要素は、unvファイルを書き出して、inpファイルに変換します。
ヘッダー部のファイルに、条件を記入します。
B010_2_model.inp
*INCLUDE,INPUT = B010_2_shaft.inp
*INCLUDE,INPUT = B010_2_snapFit.inp
*Node, NSET=cNode
22000,0,0,0
22001,0,0,0
*ELSET, ELSET=Eall1
EvolumesC3D10
EvolumesC3D10_2
** ■物性値の定義
*MATERIAL, NAME=SolidMaterial
*ELASTIC
2100000, 0.300
*SOLID SECTION,ELSET=EvolumesC3D10,MATERIAL=SolidMaterial
*MATERIAL, NAME=SolidMaterial2
*ELASTIC
23000, 0.370
*SOLID SECTION,ELSET=EvolumesC3D10_2,MATERIAL=SolidMaterial2
*RIGID BODY,ELSET=EvolumesC3D10,REF NODE=22000,ROT NODE=22001
*CONTACT PAIR, INTERACTION=INTFemConstraintContact,TYPE=SURFACE TO SURFACE
face2,face1
*SURFACE INTERACTION, NAME=INTFemConstraintContact
*SURFACE BEHAVIOR,PRESSURE-OVERCLOSURE=LINEAR
1000000.0
*FRICTION
0.1,500000.
*BOUNDARY
NodeBC_Group_1,1,3
**NodeBC_Group_2,2,3
**NodeBC_Group_2,1,1,-60
**NodeBC_Group_3,3,3
22000,1,1,-60
22000,2,2
22000,3,3
22001,1,3
*STEP, NLGEOM
*STATIC, SOLVER=SPOOLES,direct
0.05,1.0
** ■出力指定
*NODE FILE, OUTPUT=3d
U
*EL FILE
S, E
**出力用の節点セット
*NSET,NSET=NodeBC_Group_4
22000
**出力指定 uは変位
*NODE PRINT,NSET=NodeBC_Group_4
u
**出力指定 RFは反力 セットに複数節点がある場合にはTOTALSで合計
*NODE PRINT, NSET=NodeBC_Group_4, TOTALS=ONLY
RF
*END STEP unvファイルから、inpファイルへ変換します。ここでは、T911 unvToInpテキストファイル処理（で変換しています。スナップフィットの節点と要素番号は1000からリナンバーしています。
変換した後、以下を変更する必要があります。
B010_2_shaft.inp
***境界面設定***
**Group_1
*SURFACE, NAME=face1
257,S3
587,S2
B010_2_snapFit.inp
・ ・ *Element, TYPE=C3D10, ELSET=EvolumesC3D10_2 ・ ・ ・ *****Group_2 *NSET,NSET=NodeBC_Group_1 1000, 1009, ・ ・ ・ ***境界面設定*** **Group_10 *SURFACE, NAME=face2 10647,S4 11375,S4 11411,S1
サンプルファイル：B010_2_model.inp
B010_2_shaft.inp
B010_2_snapFit.inp
B010_2_model.inp・・・解析実行用ファイル（条件等） B010_2_shaft.inp・・・軸要素情報 B010_2_snapFit.inp・・・スナップフィット情報
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