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CAE:剛体移動が発生する原因と対策

構造解析における剛体移動(Rigid Body Motion)とは、構造体内の要素(節点、要素、剛体)が全体として平行移動や回転することを指します。剛体移動は、構造体全体の形状や配置に変化をもたらし、解析結果に影響を与えます。

剛体移動する原因はいくつか考えられます。


 ①拘束条件の不足:

  構造解析では、剛体の平衡状態を解析するために拘束条件が必要です。

  拘束条件が不足している場合、構造体は自由に移動することができ、

  剛体移動が発生します。

 

 ②荷重の不均衡

   構造体に均等な荷重がかかっていない場合、剛体移動が生じる可能性があります。

   均衡を保つためには、線荷重でなく面荷重にするなど荷重や応力を適切に配分する

  必要があります。


 ③接触条件の不良

   構造体の接触条件が十分でない場合、剛体移動が発生することがあります。

   剛体部分の接合や固定方法に注意が必要です。


 ④数値計算の誤差

   構造解析において、数値計算の誤差が原因で微小な剛体移動が生じることが

   あります。数値計算の精度や収束性に留意することが重要です。


             CAE上のモデル≒宇宙空間にあるもの


剛体移動が生じると、変形量・移動量が無限大となり解析中断あるいはエラーとなります。

大物成形品やアセンブリで接触条件が多い解析では解析コスト(計算時間)も掛かりますのでなるべく避けたいところですね。

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