剛体運動解析で摩擦ダンパーの設定のやり方

[ytakashima]

円筒形で接触するダンパー

接続→接触で強制摩擦すべりのところで摩擦係数を設定することはできますが、荷重の与え方がわからず、加圧できていないために摩擦力が働かない状態になります。

剛体運動解析で摩擦ダンパーを模擬する方法はありますか？

[Naritoyo Shibata]

お問い合わせありがとうございます。
円筒シリンダ形状のフリクションダンパをご想定と存じますが、おっしゃるように円筒とその中を動くピストンロッドをモデル化しても、剛体であるがゆえに加圧させることができないため、ジョイント摩擦を用いる方法が考えられます。
Ansys Help Mechanical ユーザーガイド 12.6.6. ジョイント摩擦 (ansys.com)の節、特に
12.6.6.1. ジョイント摩擦の定義 (ansys.com)　の部分がご目的にかなうのではないかと推察いたします。
ご確認いただけますと幸いです。

[ytakashima]

ありがとうございます。

フリクションダンパーについてです。

ジョイント定義のところであっているとは思うのですが、よくわかりませんでした。

摩擦係数、半径、有効長さの入力値と摩擦力の関係がわかりません。

接触部の加圧力は、

３D データを何mmか干渉させることで、加圧をする状態になるのでしょうか？

半径は、フリクションダンパーならロッド（摺動部品）の外径を入力することになるのでしょうか？

有効長さは、摩擦面となる長さでしょうか？

摩擦力と上記数値入力の関係についいて教えていただけないでしょうか。

よろしくお願いします。

[Naritoyo Shibata]

大変申し訳ございません。
当方がマニュアル内容の誤解をしておりまして、確認・検証不足でした。上記ジョイントの用法・挿絵ともに撤回させていただきます。
・円筒形のフリクションダンパーを、実際に加圧　ないし　しまりばめ効果によって摩擦を発生させることがマストであれば、外側か内側いずれかの部材が剛体でなく弾性体でなければならないため、やはり剛体運動解析では模擬できません。Mechanicalの時刻的応答解析をご利用いただく必要があると考えます。
・剛体運動解析の使用がマストであれば、例えばですが、円筒形でなく、等価な摩擦抵抗を発揮するような、平面どうしで接するダミーボディを定義いただき、加圧の上、それに接続することで疑似的なフリクションダンパとしていただくことが考えられます。

このようなご回答となり恐縮ですが、何卒よろしくお願い申し上げます。

[ytakashima]

返信ありがとうございます。

剛体運動解析の使用で考えたいと思っています。

疑似的なフリクションダンパについて

加圧の仕方は、

1.摺動平面を作成

2.平面に摩擦係数を設定

3.リモート力で面を加圧

となるのでしょうか？

この場合、円筒形のものは、回転方向への移動はしないという設定になるのでしょうか？

円筒部品の摩擦は不可なのでしょうか？

よろしくお願いします。

[Naritoyo Shibata]

お待たせしております。
＞剛体運動解析の使用で考えたいと思っています。
＞疑似的なフリクションダンパについて
＞加圧の仕方は、
＞1.摺動平面を作成
＞2.平面に摩擦係数を設定
＞3.リモート力で面を加圧
＞となるのでしょうか？

はい、その想定でおりました。
しかしながら、上記のアイディアは、あくまで円筒形の形状を想定せず、フリクションダンパが発生させる摩擦力を一次元的に得るための「ダミー」としてのものでした。
解析の目的として円筒形の内径に触れたロッドが軸方向に移動し摩擦力を発揮するということが重要なのであれば、やはり剛体運動解析では再現ができないものと考えております。

＞この場合、円筒形のものは、回転方向への移動はしないという設定になるのでしょうか？

大変恐れ入りますが、「この場合」の指すものがイメージできておりません。
お差支えなければ、目的とされる解析についてスケッチ等でイメージをお示しいただくことは可能でしょうか？

＞円筒部品の摩擦は不可なのでしょうか？
この点、確認を行なっております。

以上、よろしくお願い申し上げます。

[Naritoyo Shibata]

大変お待たせしております。

＞＞円筒部品の摩擦は不可なのでしょうか？
＞この点、確認を行なっております。

につきましては、円筒形状でも、半径方向への押付であれば、摩擦抵抗が発生します。
下図は、円筒とロッドの間に摩擦接触を設定し、ロッドを半径方向に力をかけて押し当て、軸方向にピストン運動させた際の接触反力を取った例となります。

とはいえ、これではやはりフリクションダンパの模擬にはならないかと存じますが、他にお力になれることがございましたらお知らせくださいませ。

よろしくお願いいたします。