FEM簡易マニュアル

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しのぶくだら
5 years ago
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1 FEM 簡易マニュアルⅠ 直方体モデルの作り方( 仮想レジストパターン ) 1 設計 ; まず慣れないうちは方眼紙に設計図を書きます直方体の場合 8 つの角のx y z 座標および荷重とその成分を書き出す ( 分割数も決めておくとベター ) また材料特性も決めておく ( 図.1 参照 ) 2FEMAP でのモデル作製 1. Geometry の作製 [Geometry]-[Volume]-[Corners] で Locate ウインドウを開く 8 つの直方体の角を入力 ( 注順序立てて入力することねじれないように ) 1 つの座標を入力するごとにOKを押し全て入力した後 Canselを押す以下に図.1 の場合の入力順を示す (0,0,0)(200,0,0)(200,200,0)(0,2000)(0,0,600)(200,0,600)(200,200,600)(0,200,600) Canselの後拡大して形状を確認すること ( 形状の確認にはF8を押しView R otateを用いると簡単である ) 2. 物性値材料特性の入力 [Model]-[Material] でDefine Isotoropic Materialウインドウを開く Titleの入力 ( 材料の名前を入力しますここではresist) E G νを入力しok 連続して聞いてくるのでCanselを押し終了する [Model]-[Property] でDefine Property ウインドウを開く材料の要素を入力するコマンドです材料が同じでもロッド要素板要素ソリッド要素など形状を適切に選ぶことでモデルの作製解析が容易になります Titleの入力 ( 要素の特性やモデル内での位置が分かるものが良いでしょうここではresistでよいです ) Elem/Property Typeを押しElem/Property Typeウインドウを開き Solid をチェックしてOKし Define Property ウインドウに戻ります (Typeによってウインドウが変化します ) Material を入力します横のプルダウンメニューからresistを選びOK 連続して聞いてくるのでCanselを押し終了する 3. 要素の分割 [Mesh]-[Mesh Control]-[Size Along Curves] でEntity Selectionウインドウを開く

2 マウスで上面と底面の 8 辺をクリックして選択しOKを押すと Mesh Size Along Curvesウインドウが開くのでNumber of Elementに6を入力しOK 再びEntity Selectionウインドウが開くので側面の1 辺を指定し同様に Mesh Size Along Curvesウインドウを開く Number of Elementに10を入力するそしてBiasedをチェックしてBias Factorに2を入力した後 OK さらに他の3 辺について同様な操作をする別々に入力する理由 ; バイアスは節点番号の大小でかかる方向が決まるがその接点番号の大小は辺によって異なりますそのため1 辺ごとにバイアスの方向をBias Factorの下にあるチェックボックスで指定しなくてはなりません ( 入力のコツとしては1 辺ごとにコマンドを終了し間違った方向にバイアスがかかった場合 Undoで入力し直します ) [Mesh]-[Geometry]-[Volume] でEntity Selectionウインドウを開くマウスで形状を選択しOK Geometry Mesh Optionsウインドウが開くのでPro perty 横のプルダウンメニューから 1..resistを選びOK その後適切に分割しているか確認してください 4. 荷重固定点の入力 [Model]-[Load]-[Set] でTitleを入力する ( ここでは 10nN,20degと入力 ) OK F8で ZY Frontを選択しておく ( この後簡単にNodeを選択するため ) [Model]-[Load]-[Nodal] でEntity Selectionウインドウを開く荷重を加える節点を選ぶ ( シフトキーを押しながらマウスで荷重を加える角図.1 の丸で囲んだ部分を囲むこれにより奥行きの節点も選択される ) そしてOK Create Loads on Nodesウインドウが開くので設計値の荷重を入力しOK 連続して聞いてくるのでCanselを押し終了する [Model]-[Constraint]-[set] でTitleを入力する ( ここでは fixed) OK [Model]-[Constraint] -[Nodal] でEntity Selectionウインドウを開く固定する節点を選ぶ ( 荷重と同様にシフトキーとマウスで選択する ) そしてOK Create No dal Constraint ウインドウが開くのでFixedを押し固定するそしてOK 連続して聞いてくるのでCanselを押し終了する 3データの解析 1. データの転送 (FEMAP 上での操作 ) [File]-[Export]-[FEMAP Neutral] で Write Model ウインドウを開くプルダウンメニュー等で C:\Photon\Go フォルダに入り input.neu を選択するファイル名に input.neu が表示されるのでWriteを押す上書きの確認をしてくるのではいを押す Neutral

3 File Write Options ウインドウが開くので Write Output チェックボックスをオフにして O K 2. データの解析 Windows のスタートメニューからプログラム-Photon-Elasjw を選ぶ Input File Flag に1を入力し Enter キーをおす Input Frequency に0を入力し Enter キーをおす ID が表示された後 Elasjw がスタートする解析モデルの作製ミスがあれば ID 表示中もしくは Elasjw スタート直後にプログラムが終了する 3. 解析データの読み込み (FEMAP 上での操作 ) [File]-[Import]-[FEMAP Neutral] で Read Model ウインドウが開くので Output.neu を選択し Open する Neutral File Read Options ウインドウが開くので Read Output チェックボックスのみオンにしOK 以上で転送解析読み込みは終了したので見やすいように表示しますまた結果は画面のコピーをペイントに貼り付けることで出力できます ( 図.2 参照 ) 4よく使うショートカットキー F8 View Rotate 見やすい方向に簡単にできます Sift+マウス Node の選択に便利ちなみに Ctrl+マウスで円形に選択できます Ctrl+A 見やすい倍率にしてくれますしかし小さいモデルではワークプレーンの大きさに合せられるのであまり使えません Ctrl+D 再表示モデルを消去した時など操作はあっていてもうまく表示されない場合がありますそこでこれを用いるときちんと表示されますその他いいのがあれば書き加えてください

4 FEM 簡易マニュアルⅡ き裂の入力方法 1 設計 ; 簡易マニュアルⅠと同様な方法で設計しますただしき裂の入る部分で別々に分離した直方体にします 2FEMAP でのモデルの作製 1. 簡易マニュアルⅠと同様に2つ ( もしくはそれ以上 ) の直方体形状の入力要素の分割をします 2. き裂部分を残し接点をマージする [Tools]-[Check]-[Coincident Nodes] でEntity Selectionウインドウを開くマージする部分の節点を選ぶ OK FEMAP ウインドウが開くのではいを押します再びEntity Selectionウインドウが開くので Select All を押した後 OK Check/ Merge Coincident ウインドウが開くので適切な Maximum Distance を入力し Merge Coincident Entities チェックボックスをオンにし OK 以上でき裂部分以外の節点をマージしました 3. 節点要素のリナンバー直方体をマージして形状を作製すると節点番号や要素番号が順序良く付けられませんこれにより Photon での解析ができなくなることがありますそこでマージの後リナンバーで番号を付け直してやります [Modify]-[Renumber]-[Node] でEntity Selectionウインドウを開き Select All を押した後 OK Renumber To ウインドウが開くので OK [Modify]-[Renumber]-[Element] で同様の操作をする 4. 荷重固定点を簡易マニュアル Ⅰ と同様な方法で設定します 3データの解析簡易マニュアルⅠと同様な方法で解析しますマージしたモデルの場合リナンバーしないと Photon ではたいてい解析不可能になります

5 荷重は (0,0,600) 20 側面 (200,0,600) 10 分割 ( バイアス 2) 荷重は 10[nN] とすると x 成分 =9.4e-9[N] z 成分 =-3.4e-9[N] (200,200,0) (200,200,0) y y 底面 6 分割 x (0,0,0) (200,0,0) 固定面 (0,0,0) (200,0,0) x 図.1 直方体の設計図材料 ; レジスト E=1GPa,G=0.376GPa,ν=0.33 ( 座標はすべて [nm] 単位 ) バイアスの意味 ; このモデルでは底面 ( 接着面 ) 付近の応力分布に興味があるので底面付近の分割数を多くしますそこで側面の分割にバイアス 2 を指定しますこの意味は上面に一番近い要素の高さが底面に一番近い要素の高さの2 倍という意味です信頼性の高い設計のために ; 信頼性を高くするには分割数を多くし ( 要素を細かくし ) 要素を均一に作る( 要素の形状は立方体が好ましい ) ことが必要ですしかし多く分割すると時間がかかり場合によってはメモリが足りなくなりますそこでバイアスをうまく使います図.1 の例ではz 方向の10 分割をバイアス 2 にすることで底面付近の要素は直方体に近くなっていますバイアスを用いず底面の要素の大きさに合せると要素数が倍になってしまいます

6 図.2 結果の表示

FEMAP利用マニュアル（基本編）

FEMAP利用マニュアル（基本編） FEMAP 利用マニュアル ( 基本編 )Ver.1.0 目次 0. 本文で使用する記号... 2 1. はじめに... 2 2. 解析モデルを作る... 3 2.1 形状を作る... 3 2.2 物性を決める... 4 2.3 要素を分割する... 6 2.3 荷重などを設定する... 7 3. 解析する... 10 3.1 データを転送する... 10 3.2 解析する... 10 4. 結果を見る...