構造解析ボルトのネジ山簡易モデリング手法

  • ボルトの締結部の挙動を精度良く計算するために、ネジ山形状を詳細にモデル化したが、メッシュ数が多くなり計算時間が膨大となる問題が発生している。

少ないメッシュ数でボルト締結部の挙動を精度良く計算するために、ANSYSでは、ネジ山の簡易モデリング機能を搭載しています。本事例では、ネジ山の詳細モデル、新簡易モデル、MPC接触モデルにて解析結果と計算速度を比較しています。

解析フロー

本事例では、以下の2つのステップで条件を与え、計算を実施しています。

  • ステップ1
     ボルトの締め付け荷重の定義
  • ステップ2
     カバープレート上面に対して、引張荷重を定義

ねじ山の詳細形状をモデル化した“ネジ詳細モデル”、ねじ山形状を接触の形状修正断面機能で代用した“ネジ簡易モデル”、詳細なネジ形状を作成せず、締結部をMPC接触にて結合した“MPC接触”の3つを用意し、上記解析条件にて結果と計算速度の比較を行いました。結果は、以下にまとめていますが、“ネジ簡易モデル”は、“ネジ詳細モデル”と同等の解析結果を得られていながら、計算速度については、“MPC接触”と比較的近く、“ネジ詳細モデル”の1/4程度の計算速度を実現できています。いかに、ネジ簡易モデルが有効な手段であるのかをご理解頂けると思います。

解析モデル

解析結果


図. 各モデルにおける解析結果と計算速度比較

解析種類

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