ベアリング結合（Connector-Bearing）

ベアリング結合は、ベアリングを通したシャフトとハウジング間の相互作用をシミュレーションします。ベアリング結合を定義するには、このシャフトとハウジングのジオメトリをモデル化する必要があります。

シャフトの分割された円筒形面とハウジングの円筒形面か、または球面の間にベアリング結合を定義することができます。

ベアリング結合に接続されているシャフトとハウジングのサーフェスは、相互に相対的に変形することがあります。シャフトとハウジングのサーフェス間の相対的な変形のレベルは、ユーザー定義のコネクタ剛性によって異なります。

タイプ（Type）

ベアリング  
シャフト用:（For shaft:）円筒形面（Cylindrical Face） 完全な円筒形面を選択するか、より小さい角度の同心円筒形面を合計して 360o 以下になるように選択します。
この選択は、ベアリングの上にあるシャフトの部品に対応しています。
分割ラインを作成し、ベアリング結合がシャフトの適切な面にのみ定義されるようにします。シャフトの全面を選択すると、モデルが過度に固くなる可能性があります。
ハウジング用：（For housing:）円筒形面、またはシェルの円形エッジ（Cylindrical face or circular edge of shell） 円筒形面、球面、または円形のシェルのエッジを選択します（ハウジングがシェルでモデル化されている場合）。この選択は、ベアリングの上にあるハウジングの部品に対応しています。
     

結合タイプ

分布（Distributed） 分布（Distributed）タイプでモデル化されたベアリング結合は、2 節点一般化要素の参照節点を、シャフトとハウジングのサーフェス上の結合節点のグループに接続します。1 つの参照節点（ベアリング上にあるソリッド シャフト セクションの質量中心に位置する）は、シャフトの外側サーフェスに接続されます。2 番目の参照節点（ベアリング上にあるハウジング セクションの中心に位置する）は、ハウジングの内部フェースに接続されます。次の図に示すように、一般化要素は 2 つの参照節点を接続します。

分布結合は、結合節点のモーションを参照節点の移動と回転に限定します。分布結合を使用すると、選択したジオメトリ（シャフトまたはハウジング）上の結合節点を相互に相対的に移動できます。
剛（Rigid）
剛（Rigid）タイプでモデル化されたベアリング結合は、分布（Distributed）タイプ結合と同様の形式を持ちます。剛理論の唯一の違いは、次の図に示すように、個々の 2 節点剛要素が、シャフトとハウジングのサーフェス上の結合節点に参照節点を接続することです。

選択したジオメトリ（シャフトまたはハウジング）上の結合節点は相互に相対的に移動しません。
ばね（Spring）
ばね（Spring）タイプでモデル化されたベアリング結合は、次の図に示すように、シャフトとハウジングの面節点の間に半径方向に分布するスプリング要素で表現されます。

これらの局所的なスプリングは、シャフトの軸外方向の回転に対する抵抗を提供します。

コネクタ剛性

このセクションでは、一般化要素の 2 つの参照節点間に適用される剛性について言及し、 ばね（Spring）タイプの個々のスプリングに適用される剛性についても言及します。

2 節点一般化要素の各参照節点は 6 自由度を持ちます。このセクションでは、ベアリング結合の横方向、軸方向、ねじり（オプション）、およびチルト剛性（オプション）の値を設定できます。

単位 必要な単位系を指定します。
  剛体 (剛性が無限大)（Rigid (infinite stiffness)）

分布（Distributed）接続タイプと剛（Rigid）接続タイプ

一般化要素の参照節点に非常に高い剛性値を適用します。

ばね（Spring）接続タイプ

シャフトの選択した面とハウジングの間に半径方向に分布する個々のスプリングに非常に高い剛性を適用します。

シャフトの選択した面は、半径方向または軸方向には平行移動できません。
  フレキシブル

分布（Distributed）接続タイプと剛（Rigid）接続タイプ

一般化要素の参照節点に対する軸方向および横方向の有限の剛性を指定します。シャフトの選択された面は、定義された剛性に従って横方向または軸方向に平行移動できます。

ばね（Spring）接続タイプ

シャフトの選択した円筒形面とハウジングの間に半径方向に分布するスプリングの剛性を指定します。

分布（Distributed）タイプまたは 剛（Rigid）タイプの結合に対しては横方向と軸方向の合計剛性、ばね（Spring）タイプの結合に対しては半径方向の分布剛性（単位面積あたり）と軸方向の分布剛性（単位面積あたり）を定義できます。

横方向（Lateral）

加えられた荷重の方向に沿った変形に抵抗する、シャフトの横方向の剛性 k を適用します。

ばね（Spring）接続タイプの場合、シャフトの円筒形面の横方向の変位（付加された荷重方向）に抵抗する合計剛性 K は、単位面積あたりのラジアル剛性に関係し、次の関係式で表されます。

K（横方向の合計） = 0.5 * k（半径方向/単位面積） * 面積

面積 = 直径 * 高さ * パイ

軸方向

シャフトの軸に沿った変位に抵抗する軸剛性 k（axial） を適用します。
チルト剛性（Tilt Stiffness） チルト剛性は、分布（Distributed）接続タイプと剛（Rigid）接続タイプで使用できます。

一般化 2 節点要素の参照節点にチルト剛性を適用して、シャフトの曲げに抵抗します。

2024 より前のリリースで使用可能だった自動整列を許可(Allow self-alignment）オプションを再作成するには、チルト剛性（Tilt Stiffness）をゼロに設定します。
  軸回転の安定化 このオプションを選択し、数値特異点の発生につながる（ねじりに起因する）シャフトの回転の不安定性を防ぎます。デフォルトの自動（Automatic）オプションを使用するか、ユーザー定義のねじれ剛性を適用できます。

自動（Automatic）オプションは、ねじりに対する円周方向の抵抗を提供する最小限のねじり剛性をシャフトの円筒形面に適用します。

これにより、シャフトは軸を中心に自由に回転しなくなり、不安定性が排除されます。

記号設定

  色の編集（Edit Color） 記号の色を選択します。
記号サイズ（Symbol size） 記号のサイズを設定します。
  プレビューを表示（Show preview） グラフィックス領域の結合記号の表示/非表示を切り替えます。

注記

  • 静解析、固有値解析、線形動解析、および座屈解析のスタディで使用できます。複合シェルには利用できません。
  • ベアリング上のあるシャフトの円筒面を定義するには、分割ライン ツールを使用します。 たとえば、ベアリング接続に適用する次のハイライトされた面を作成するには、分割ライン ツールを使用します。

  • ソリッド シャフト サーフェスと円形シェル エッジ ハウジングの間のベアリング結合を定義するには、次の例のように接続タイプ（Connection Type）を剛体（Rigid）に設定します。

  • いつベアリング結合を使用するべきか（When to use a Bearing Connector） ベアリング拘束は、シャフトを支えている構成部品がシャフトよりずっと硬く、グラウンドに固定されていると考えられると想定します。この仮定が正しくなく、支持部品が、柔軟性を含んでいなくてはならないとき、ベアリング結合の理論を結合のために使うべきではありません。シャフトだけではなくハウジングもモデル化する必要があります。

    下の例で、ベアリング結合はシャフトの円筒状分割面とハウジングの球形面の間に定義されます。