Reduce Bolt Patch

この Reduce Bolt コマンドは、 bolt 解析用です。Bolt geometry を bolt 軸中心の2つの同心円 Surface に置き換え、接続 Volume を分離し、そこへ Sideset を自動適用します。

図1. の例 Reduce Bolt Patch コマンド。 Shigley frustum を用いて Volume 間に配置する Sideset の直径を計算します。

構文：

reduce {volume <ids>|upper surface <ids> lower surface <ids>} {bolt|hole} patch

   [contact upper {surface <ids>}] [contact lower {surface <ids>}]

   [radius {<value>|Factor <value>|SHIGLEY [angle {<value>}] [grip {AUTO|bolt|washer}]}]

   [mesh] [mesh_size <value>] [mesh_scheme <string>] [no_simplify_hole]

   [{FILL|no_fill}] [{DELETE|no_delete}] [array_name <string>]

   [sideset_naming_convention <value>]

   [upper_patch_sideset_id {<value>|Default}]

   [increment_upper_patch_sideset_id]

   [start_upper_sideset_id {<value>|Default}]

   [upper_patch_sideset_name {<string>|Default}]

   [lower_patch_sideset_id {<value>|Default}]

   [increment_lower_patch_sideset_id]

   [start_lower_sideset_id {<value>|Default}]

   [lower_patch_sideset_name {<string>|Default}] [name_patch_surfaces]

   [preview]

解説:

図2. 2本の bolt に reduce bolt patch コマンドを適用する前後の例。この例では mesh と既定の fill/delete オプションを使用しています。

次に、 reduce bolt patch コマンド。

Reduce する bolt の ID、または bolt Volume がない場合は fastener 用 hole の ID を入力できます。次のどちらかを選択します。 bolt または hole オプションを用途に応じて選択してください。

bolt

volume <ids>: Reduce 対象 Volume の ID を指定します。 Geometry Power Tool 分類診断 を使って Volume を「bolt」として識別できます。

hole

upper surface <ids> lower surface <ids>: Fastener reduction 用 hole ID を指定します。upper hole と lower hole の両方から少なくとも1つの Surface を含めてください。Cubit は軸の整列を確認し、複数 hole が指定された場合は対応付けを行います。2つを超える締結 Volume では最大3つまで対応し、最上部を >upper surface 、残りを lower surface.

オプション引数

contact upper {surface <ids>} contact lower {surface <ids>}: まれに、 reduce patch コマンドが上側・下側の接触 Surface を自動認識できない場合があります。その場合は Surface を手動指定して解決できます。このオプションは bolt または hole の1組だけを対象とする場合に使用できます。

radius {<value>|Factor <value>|SHIGLEY [angle {<value>}] [grip {AUTO|bolt|washer}]}

radius <value>: この Reduce Bolt Patch コマンドでは、浮動小数点値を指定して半径を直接設定できます。接触 Surface 上の Sideset 半径を絶対値で指定するために使用します。この値が、Sideset を定義する imprint 円の半径になります。

radius factor <value>: この radius factor オプションでは、生成する imprint 円半径を shank bolt 半径の倍数として定義できます。Bolt がなく hole のみを指定した場合は、upper hole 半径の倍数になります。

radius shigley angle <value>: この radius shigley angle オプションは半径決定の既定方法です。SAND2008-0371（図1）に示される Shigley angle を用います。半径指定がない場合、Shigley angle は既定30度で、frustum と上下 Volume 間 Surface との交点から半径を計算します。

grip {AUTO|bolt|washer}: このオプションは、 SHIGLEY による半径計算方法です。Shigley cone 計算を bolt head と washer outer radius のどちらを基準にするか指定します。

• AUTO (default): ワッシャーがボルト／ワッシャー組立てに存在する場合はその外半径を使用し、そうでなければボルト頭部半径を使用します。これはワッシャーがある場合にそれを基準として Shigley 計算を行う通常の規約に従います。
• BOLT: ワッシャーの有無にかかわらず、常にボルト頭部半径を使用します。
• WASHER: 常にワッシャー外半径を使用します。ワッシャーがない場合はエラーになります。

円形 patch サイズは、upper Volume の厚さ、bolt head radius、bolt length など複数要因で変化します。詳細は SANDIA REPORT SAND2008-0371, “Guideline for Bolted Joint Design and Analysis: Version 1.0.” を参照してください。

注： この radius shigley angle オプションは bolt を指定した場合だけ適用できます。Bolt がなく hole のみを指定し、かつ半径指定もない場合は、 radius factor オプションが既定になります。この場合、既定係数2.5で半径を計算します。

この Reduce Bolt Patch コマンドは上側・下側 Volume の Surface に同心円状の patch を imprint します。指定半径まで Surface が広がっていない場合、生成 Surface はその境界でクリップされます。

mesh: コマンド処理に meshing を含めるかどうかを指定します。

mesh_size <value>: を使用する場合、target mesh size を任意指定できます。 mesh

mesh_scheme <string>: target meshing scheme を指定します。この処理では次の meshing scheme を使用できます。

• circle - Cubit の circle scheme を使用します。 no_fill オプションを使用すると、 hole scheme が自動的に使用され、Quad mesh を生成します。
• pave - Cubit の paving scheme を使用し、指定サイズの Quad でメッシュします。
• tri - 指定サイズの Triangle mesh を使用します。

FILL|no_fill: この FILL|no_fill オプションは hole の処理方法を制御します。既定設定では、 FILL は hole 全体を fillet などの feature とともに除去します。 no_fill オプションは hole を残しつつ簡略化し、fillet を除去して hole axis を中心とする annulus を作成します。Annulus の直径は次のいずれかの radius オプション。

no_simplify_hole: この reduce surface patch コマンドと組み合わせて no_fill オプションは hole geometry から chamfer、blend、conical element を自動除去して meshing を容易にします。ただし、 no_simplify_hole switch はこの挙動を上書きし、hole geometry の既存 feature をすべて保持します。複雑な hole configuration のため既定 simplification がコマンド失敗を招く場合に有効です。このオプションにより通常の simplification を行わず処理を継続できます。

Sideset IDs and name assignment: 生成される円形 Surface を ID または Sideset 名に基づいて割り当てるには、次のオプションを使用できます。

• upper_patch_sideset_id {<value>|Default} [increment_upper_patch_sideset_id][start_upper_sideset_id {<value>|Default}][upper_patch_sideset_name {<string>|Default}]
• lower_patch_sideset_id {<value>|Default} [increment_lower_patch_sideset_id][start_lower_sideset_id {<value>|Default}][lower_patch_sideset_name {<string>|Default}]

オプション increment および start_id 引数は上側・下側双方の Sideset ID 指定で使用できます。指定すると Sideset ID を自動連番します。たとえば lower_patch_sideset_id が 100 および increment_lower_patch_sideset_id を使用すると、新しい bolt patch には100から始まる固有 Sideset ID（例: 101, 102, 103）が割り当てられます。両方の upper_patch_sideset_id と start_upper_sideset_id（または下側に対応する引数）を incrementを指定すると、新しいパッチを既存の Sideset と新しい連番 Sideset の両方に追加でき、同一パッチを2つの異なる Sideset へ登録できます。

Sideset Naming Convention

既定命名: Sideset は component 間の connection を表すよう自動命名されます。たとえば clamped Volume 名が「PartA」と「PartB」の場合、「PartA_to_PartB_123」と「PartB_to_PartA_123」のようになります。これらの名前は関係する parts と fastener Volume の一意識別子（この例では「_123」）を含みます。「PartA_to_PartB_123」は PartA 上で PartB との interface を示す Sideset、「PartB_to_PartA_123」は PartB 上で PartA との接続を示します。Block を指定し clamped Volume を割り当てた場合は、Volume 名ではなく Block 名を使う命名が既定になります。

既定命名形式:

array_name + "_" + [NameA] + "_" + [NameB] + "_" + [Volume ID of Bolt]

ここで NameA は、Sideset が付属する Volume または Block の名前を表し、 NameB は、Sideset が接触する Volume または Block の名前を表します。

命名例:

次の場合、 array_name を「Connect」、bolt の Volume ID を3、clamped Volume 名を「PartA」「PartB」とすると、生成 Sideset 名は次のようになります。

• Connect_PartA_to_PartB_3
• Connect_PartB_to_PartA_3

代替の既定命名: このオプションを有効にすると sideset_naming_convention set to 1 により命名方式が変わります。Sideset 名は「Bolt_Patch」プレフィックスで始まります（ array_name を指定した場合）、「_Lower」または「_Upper」を付けて bolt bearing surface に対する位置を示し、最後に bolt Volume の数値 ID を付けます。これは明示指定なしで自動適用される既定規約とは異なる代替規約です。

代替命名形式:

array_name + "_" + [Volume ID of Bolt] + "_Upper/Lower"

命名例:

次の場合、 array_name を「Connect」、bolt の Volume ID を3とすると、上側・下側の Sideset 名は次のようになります。

• Connect_3_Upper
• Connect_3_Lower

この命名規則は、 name_patch_surfaces オプションを有効にします。1本の bolt が3つ以上の Volume を接続する場合、命名には個々の connection が含まれます。たとえば3 Volume を締結する bolt では次の名前になります。

• Connect_1_3_Upper
• Connect_1_3_Lower
• Connect_2_3_Upper
• Connect_2_3_Lower

ここで最初の番号は同一 bolt における connection index、2番目の番号は bolt の Volume ID を表します。

既定値の上書き:

これらの既定命名規約は、明示的な命名オプションによって上書きできます。 upper_patch_sideset_name および upper_patch_sideset_name（本ドキュメントの前節で示したもの）

Export Patch Data Command

この節では、 export patch data コマンドで得た情報を保存または preview できます。 reduce bolt patch 処理です。このコマンドは Morph input deck や simulation に必要なデータ生成を支援し、.csv ファイルも作成できます。以下に詳細な構文を示します。

  Export Patch Data <filename> [{csv|morph|BOTH}] [surface <ids>] [lower name <name>] [upper name <name>] [sideset_naming_convention <value>] [full] [overwrite]

  Export Patch Data [surface <ids>] [lower name <name>] [upper name <name>] [sideset_naming_convention <value>] [full] preview

このコマンドには、ファイルへ出力する形式と、output window で morph patch data を preview する形式の2種類があります。どちらも事前に name_patch_surfaces 内のオプション reduce bolt patch コマンドで Surface を正しく識別・処理します。

コマンドのオプションと引数

• csv|morph|BOTH: 出力形式を指定します。既定では CSV と Morph input data の両方をファイル出力します。両方を選択した場合、指定した基本ファイル名を Morph input file に使い、CSV には .csv 拡張子を付けます。選択肢 csv を選択すると、名前付き patch Surface のペア、各ペア間距離、接触ペア中心の x-y-z 座標をヘッダに含む CSV ファイルのみを生成します。 morph を選択すると、Morph tet meshing tool に必要な情報を含む Morph input data のみを出力します。
• surface <ids>: 出力対象として1つ以上の Surface を指定できます。省略すると、Sideset patch data の条件を満たすすべての Surface のデータを書き出します。
• sideset_naming_convention <value>: reduce bolt patch コマンドで使用する命名規約を定義します。以前に定義した規約と同じものを使うことが重要です。0または未指定では上記の既定規約を使用し、値 1 は代替の命名規約を示します。
• [lower name <name>] [upper name <name>]: 次の場合に適用します。 sideset_naming_convention=1 を使用します。これらのオプションは、指定文字列に基づいて上側・下側 patch を命名する規約を前提とします。
• full: 指定すると、Morph input deck を完全に定義するために必要な追加データも含めます。指定しない場合は基本的な patch data のみを書き出します。