FreeCADによる全体モデルとサブモデル作成の操作メモ

## はじめに
CAEのサブモデリング解析は、全体モデル（フルモデル）を大まかに解析した後、その結果を用いて局所モデル（サブモデル）を細かく解析する手法です。モデルの大きさに比べて注目する部分（応力集中部など）の大きさが特に小さい場合にこの手法は有効になると考えられます。
私はCAEソフトにPrePoMaxを使っていますが、PrePoMaxはサブモデリング解析もできます。しかし、PrePoMaxのサブモデリング解析に関する情報はネット上に少ないようです。このため、PrePoMaxでサブモデリング解析を試みることにしました。今回はその準備として、解析に用いる全体モデルとサブモデルをFreeCADで作成しました。

## 操作メモ
- 全体モデルはワークベンチを「Part Design」として作成しました。
![1_FullModelを作成.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1729073/ffb03aad-3821-c673-409b-66feec81e465.jpeg)

- 作成したモデルの寸法は次のとおりです。
ここでは、モデルの寸法を表示させるためワークベンチを「Part」に切り替えて距離計測を行いました。
![1-1_FullModelを作成（寸法表示…Partで距離計測）.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1729073/8da6f2df-fd15-5d36-4e71-be9c02ade946.jpeg)
![1-1_FullModelを作成（寸法表示…Partで距離計測_R部拡大）.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1729073/a78e9264-45ed-8a61-7f71-d5276eec1b43.jpeg)

- 全体モデルにあるリブの部分に注目し、リブの周辺をサブモデルとして取り出します。ワークベンチを「Part」に切り替えます。
![2_ワークベンチをPartに切り替え.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1729073/6bebaa7a-0843-41ab-aa96-38e4b26f3765.jpeg)

- 全体モデルからサブモデルを取り出す部分を定義するため、立方体をクリックしてモデルに立方体を表示させます。この立方体の内側にある全体モデルがサブモデルになります。
![3_立方体をクリック.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1729073/70d8d570-30e5-c105-f3b8-f2e2b32fa4b5.jpeg)
立方体の位置と大きさをPositionとBoxの値を書き換えて、調整します。ここでは、大きさは20×15×20mm、位置はx方向とz方向に5mmずつモデルに入るよう調整しました。
![4_サブモデルとして抽出する立方体の領域をPositionとBoxで調整.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1729073/9a729e48-5795-9773-bb48-61ca6e8ab29e.jpeg)

- 立方体のPositionとBoxの調整が終了した状態です。
後の作業で内容が失われないよう、この時点で「名前を付けて保存」します。
![立方体のPositionto.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1729073/e30125a2-0755-d2e7-8a76-09930f552889.jpeg)


- 立方体を選択したした状態でスペースキーを押すと、立方体が非表示になり、全体モデルが表示されます。その状態で、「ファイル」「エクスポート」により全体モデルをstepファイルで保存できます。保存後、立方体を選択したした状態でスペースキーを押せば、立方体が表示された状態に戻ります。
![5-1_立方体を非表示とした場合.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1729073/0c77c3c5-b71b-5f78-6c96-7cbdb98ace21.jpeg)

- また、Bodyと立方体を選択したした状態で「共通集合」をクリックすると、サブモデルが表示されます。
![5-2_Bodyと立方体の共通集合を取った場合.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1729073/20154916-be6d-0004-c01c-aa2171b7f075.jpeg)
![5-2-1_Bodyと立方体の共通集合を取った場合.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1729073/72bdcdf2-2dab-520f-079f-7b5503a96696.jpeg)
commonを選択した状態で「ファイル」「エクスポート」により、サブモデルをstepファイルで保存できます。
![5-2-2_Bodyと立方体の共通集合を取った場合.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1729073/b2cafe6c-917f-2a97-4e85-5213064f9033.jpeg)

- なお、サブモデルで取り出した残りの部分については、Bodyと立方体の順番に選択して「切り出し」をクリックすれば、取り出せます。
![5-3_Bodyと立方体の順に選択して切り取りした場合.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1729073/ca86314a-2b9e-8ed5-5a7e-c4c884ff1f88.jpeg)
![5-3-1_Bodyと立方体の順に選択して切り取りした場合.jpg](https://qiita-image-store.s3.ap-northeast-1.amazonaws.com/0/1729073/09fe11c4-b2f5-4922-7dc4-062076886120.jpeg)
Cutを選択した状態で「ファイル」「エクスポート」により、このモデルをstepファイルで保存できます。

## 作成したモデル
以下のURLに格納しています。

https://github.com/repositoryfiles/SubModeling

上記URLに格納されているファイルは次のとおりです。
1_FullModel.step
　上記説明のフルモデル
2_SubModel.step
　上記説明のサブモデル
3_ExceptSubModel.step
　上記説明のフルモデルからサブモデルを取り出した残りのモデル
Blacket.FCStd
　FreeCADで作成したモデル

## 終わりに
FreeCADを使って、全体モデルと直方体のモデルを作成し、これら二つのモデルの共通を取ることによりサブモデリングに必要なサブモデルを作成しました。
次回は全体モデルとサブモデルを使って、実際にPrePoMaxでサブモデリング解析を行う予定です。

何かのお役に立てれば幸いです。