リジッドボディ — CAE用語解説
リジッドボディ
CAEモデルの剛体表現
FEMでリジッドボディってどういう要素ですか？変形しない固体ってことですか？
そう。変形が非常に小さくて弾性変形を無視できる部品をモデル化するときに使う。例えば圧力容器のフランジに大きなナットが当たる場合、ナット自体の変形は無視してよい剛体として扱えば、ナット内部のメッシュ不要で計算が大幅に軽くなる。ABQAUSのRigid Body（*Rigid Body制約）やANSYSのRigid Regionが対応している。
接触解析でリジッドボディはよく使われますか？
多用される。特に工具と工作物の加工シミュレーション（プレス成形・鍛造）では工具（ダイ・パンチ）を剛体として扱い、工作物だけ変形する弾塑性体としてモデル化する手法が標準だ。工具が変形しないという近似は十分な硬度差がある金属加工では妥当で、計算コストを大幅に削減できる。
境界条件と慣性特性
剛体に質量とか慣性は持たせられますか？
持たせられる。多体動力学（MBD）では剛体要素に密度または質量と慣性テンソルを設定する。これで動的な問題（落下衝撃や機構の運動）でも剛体の運動方程式を正しく解ける。ABQAUSのRigid Body+MassオプションやFEAのRBE2/RBE3要素（Nastran）でも慣性を定義できる。
RBE2とRBE3の違いを教えてください。
RBE2はマスタ節点に対してスレーブ節点を完全剛結して変形を伝える剛体要素だ。スレーブ節点全体が剛体的に動く。RBE3はスレーブ節点の変位をマスタ節点に重み付き平均する要素で、応力集中を作らずに荷重・境界条件を分散させるのに使う。荷重分散にはRBE3、剛体拘束にはRBE2と使い分けるのが基本だよ。
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