有限要素法における接触問題

質問

現在大学で，工作物のフィクスチユアリング設計の自動化という課題に対し，力学的アプローチを試み，汎用FEMプログラム（ANSYS，MARCなど）を使っております．
しかし，問題なのは，ある程度のフィクスチユアリング方法が決定した後に変形解析などを行い，その結果を踏まえて，境界条件やMESHなどのモデリングをやり直してやる必要がある．
すなわち，FEMを使いたいが，それには境界条件の設定やMESHの設定が必要．しかし境界条件の設定やMESHの設定はFEM解析結果を見てみないとなんとも設定のしようがない．
という，ループ的な問題に直面しております．
MESHに関してはP法有限要素法などもありますのでいいのですが，境界条件に関してはまだ解決策を見出しておりません．幾何学的境界条件をデジタル的ではなくアナログ的にしたらいいのではとかいろいろ考えています．
日本機械学会や精密工学会などの過去の論文を調べてはみましたが，まだこれだというものを探り当てておりません．何かご助言をいただけるか，この問題に関する論文を紹介していただけたらと思います．よろしくお願いします．

回答No.2

noname#230359

境界条件は生き物のようです。例えば潤滑と無潤滑、極圧成分の
有無、それを取り扱うのがトライボロジーです。そこが分からない
ので皆、「群盲像をなでる。」の状態です。今のコンピュータに取
り込めないことに、技術のロマンがあるのではないかと思います。

回答No.1

noname#230359

私見ですが，有限要素法解析というのは実験データあってのツールだと思っています．また，実験の回数をなるべく少なくするためのツールだと思っています．解析対象物の材料や締結方法や接触状態が変わると計算結果はそれに伴ってある規則性を持って線形に変化するわけではありません．解析対象物と類似した形状もしくはモデルで基礎実験を行ってその結果パラメータを盛り込んで最終計算を行うべきだと思っています．最も危険なのは，計算結果のみを信用して実験を行わずに実際の現象とはかけ離れたもしくは，安全率の非常に小さい設計を行ってしまい不具合を発生させることだと思います．今後，多くの実験が行われて各種のデータベースが構築されて実験をしなくても高精度の計算結果が得られる時が来るかと思いますが，かなり先のような気がします．

お礼

お答えありがとうございます．話がマニアックすぎて誰にも答えてもらえないのではないかと心配しておりました．確かにそうですね．高精度な解析を行うために接触問題を何とかしようとただいま奮闘中です．東工大の帯川先生の論文が大変参考になりました．ついでといってはなんですがヘルツの接触応力について学習したいのですが，何かお勧めの参考書はないでしょうか？