設計者向けCAE/解析

　┃S.B.D. MAIL MAGAZINE　　2003-4-17［Vol.78］
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　┃KOZO KEIKAKU ENGINEERING Inc.　　http://www.kke.co.jp/sbd

◇◆業界あれこれ
　イベント●熱対策技術展にてEFD.lab（イーエフディー・ラボ）を出展
コンサルタント●元ソリッドワークスジャパンの高田さんが会社を設立

◇◆技術探訪
　熱流体●レイノルズ数
　構造解析●第８回　大変形解析とは
　機構解析●CAD・CAEから見た機構解析
　プラスチック●Moldflow 国際ユーザー会　その３

◇◆構造解析よもやま話 NO.51
　　●キーワード：数値計算(6)　不安定

◇◆イベント情報
　　●はじめての構造・機構CAEセミナー　他

...業界あれこれ....................................................................................

イベント●熱対策技術展にてEFD.lab（イーエフディー・ラボ）を出展
昨日４月１６日（水）から三日間、幕張メッセで熱対策技術展が開催されてい
ます。弊社では、流体解析ソフトのEFD.labとFLOWORKSを出展しております。
私は昨日一日中ブースに立っていましたが、パネルや画面をじっと見ているお
客様に、「もし宜しければご説明しますが」と声をかけたところ、「室内空調・
携帯電話の中継基地や電子筐体など、温度の予測が出来なくて困っているんだ
よ。」
というご相談を幾つも頂きました。
EFD.labやFLOWORKSは他の流体ソフトに比べると知名度が低く、聞くのも初め
てという方が多いのですが、他のソフトを使っている方にこれらのデモをお見
せすると、「えっ、こんなに簡単に出来るの？」と言って驚いて帰られます。
これからもセミナーやインターネット上のデモで、ご紹介するチャンスを作り
ますので、まだ見たことのない方は是非一度ご覧ください。

コンサルタント●元ソリッドワークスジャパンの高田さんが会社を設立
ソリッドワークスジャパンの高田さんをご存知ですか？営業技術部長をされて
いた方ですが、製造業での設計経験を活かし、ソリッドワークスの魅力的なデ
モを作ったり、３次元ＣＡＤの導入コンサルティングをしていました。
その高田さんが、このたびワークスジャパンを退職され、個人で新会社を設立
しました。会社名はご自身のニックネームにかけてＴＡＣ（Technical
Advanced Consulting）だそうです。３次元ＣＡＤやＣＡＥを使ってどうやって
設計品質を上げるか？運用にお悩みの方はコンタクトしてみたら如何でしょう
か？連絡先はこちらです。→tac.sada@themis.ocn.ne.jp

　　　　　　　　　　　　　　　[ 2003.04.17 from T.Sumiya ]
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
...　技術探訪 ....................................................................................

熱流体●レイノルズ数
「レイノルズ数」とは流体の流れの状態を示す代表的なパラメーターです。流
体の密度、流体の粘性係数、流れにおける代表的な長さ、代表的な流速から求
められ、単位はありません。つまり、無次元数です。前回、書いたとおり「レ
イノルズ数」に依存して流れの状態が層流から乱流へ移行します。

1883年にレイノルズという人が、管内の流速と流れの状態について実験を行い、
ある流速を境にして流れの様相が全く変化することを発見しました。レイノル
ズ数Re=約2000がこの境であり、層流と乱流の境です。

レイノルズ数Reは以下の式で定義されます。Re=ρLU/μ（ここで、ρ：密度、
L：代表長さ、U：代表流速、μ：粘性係数）

本コーナーの参考書：「パソコンで見る流れの科学　数値流体力学入門」　矢
川元基（やがわげんき）編著　講談社発行

　　　　　　　　　　　　　　　[ 2003.04.17 from Y.Iijima ]

構造解析●第８回　大変形解析とは
前回は、材料非線形解析についてお話しましたが、今回は大変形問題です。大
変形とは文字通り形状が大きく変化する現象です。計算的には変形後の形状を
元に釣り合い条件を求めるものですが、変形後の形状は未知量なので反復計算
をしながら釣り合い位置を見つける必要があります。

では、大変形とそうでない（微小変形）の堺目はどのあたりでしょうか。感覚
的には、目で変形が分かるレベルのものは大変形問題に入りますが、そう簡単
でもありません。

その例として、平たい屋根に積雪荷重が作用したときの屋根のたわみ量を見積
りたい場合を考えます。初期の形状が全くの平板だとすると、初期形状による
抗力は平板の曲げ剛性だけです。

しかし、たわみ後の形状による抗力は曲げ剛性の他に軸力が効いてきます。ま
た、変形することによって面内張力が生じますので、それらをすべて考慮した
変形後の釣り合い状態を考えることにより、微小変形計算に比べて格段にたわ
み量が減ることが分かります。

同じ様なことで、釣り竿は荷重方向に大きくしなることにより、曲げ力を軸力
に変換して耐力を上げています。従って、いかにしなる材料を開発するかがポ
イントになります。

一般に、外力に応じて一番効率的な形状に落ち着く原理がありますので、それ
を逆に利用してやれば、最も軽量で理想的な形状の製品開発が可能になるかも
しれません。次回は、もう一つの非線形性である境界非線形問題です。

　　　　　　　　　　　　　　　[ 2003.04.17 from N.Sahashi ]

機構解析●CAD・CAEから見た機構解析
今回は機構解析の観点からCADとCAEを比較します。
＜CADから見た機構解析＞
最近のCADはキネマティクスの解析機能が含まれるものが多くなってきました。
その為、機構解析のソフトを使わずCADシステムのみで簡単なリンク機構の動
きを確認することが出来るようになってきています。

CADシステムにとってキネマティクスの解析機能を追加することはそれほど難
しいことではありません。なぜなら、リンク機構というのは機械の各部を相対
的な長さを持ったリンク部とリンク間の接続の仕方及び接続の順序のみを考慮
した一組の物体の組み合わせだからです。

リンク機構は各部の相対運動を通して全体として一定の限定した動きをするよ
うに仕組まれていて、運動の伝達の仕方や変換の仕方だけを目的としています。
機械の各部の実際の形状や大きさ、色、接触部の磨耗、あるいは使用材料の質
性、強度などは無視しリンク部は完全な剛体とみなされているからです。

ということはCADシステムにキネマティクス機能を追加するということはリン
ク部の接続の仕方すなわちジョイント部の情報と接続の順序つまりトポロジー
情報を組み込めばよいということになります。

＜CAEから見た機構解析＞
CADシステムのキネマティクスのみのシミュレーションでは満足できない、も
っと突っ込んだシステム解析を必要とする場合がしばしば発生します。例えば、
ジョイント部といってもピンジョイントやボールジョイントだけでなく現実に
使われているジョイントには歯車などを含めて多種類のものがあります。

これら多数のジョイント類の適切なモデル化をする必要があるのみではなく、
リンク機構を駆動させるために必要となる力やトルクの解析、その時のジョイ
ント部に掛かる力や速度・加速度も必要となります。

又ジョイント部にばねやダンパが入っていて一組のリンク機構としての釣り合
い位置やその位置での振動応答や特性が要求されます。さらに、リンク機構解
析で得られる反力や力を構造解析で使えるような情報にして提供する必要があ
ります。CAEシステムはこのような様々な要求を実現させます。

　　　　　　　　　　　　　　　[ 2003.04.17 from H.Horiuchi ]

プラスチック●Moldflow 国際ユーザー会　その３
４月１日～３日まで、米国ピッツバーグにおいて開催されたInternational　
Moldflow User Group Conference参加報告その３です。

最終日は、残念なお知らせからはじまりました。私が楽しみにしていたDupont
社のプレゼンが中止となり、8:30頃から次のセッションを始めることになった
のです。しばらくして、Smarttech社のSao Paulo氏のプレゼンが始まりました。

この会社は昨年も参加しており、反りの原因や自動車のラジエターまわりの適
応事例を発表していました。続いてMoldflow社からMPI Ver4のAPI機能の紹介、
更に日本でPolyPlasticsで有名なTicona社の事例紹介がありました。

午前中のセッションが終了すると、自由解散のようになり、午後は自由な討論
会がはじまりました。（このときの参加者は３０人ぐらいになっていました）

２つのカテゴリーが終わり、３日間のセッションは全て終了し、私は翌日帰国
しました。次回は、３日間のセッション以外の情報をご報告します。

　　　　　　　　　　　　　　 　[ 2003.04.17 from S.Maeda ]

...　構造解析よもやま話 NO.51　............................................................

●キーワード：数値計算(6)　不安定
静解析では不安定なモデルは解けません。方程式が解けない場合とは、拘束条
件が不充分で剛体モードが含まれる場合か、剛性のアンバランスが大きく数値
計算上桁落ちする場合に生じます。
ご興味のある方は、以下をご覧ください。
　http://www3.kke.co.jp/msc_kozocae/KOZOCAE51_812.pdf

　　　　　　　　　　　　　　　[ 2003.04.17 from MSC技術室 K.M ]

...　イベント情報 ........................................................................

●はじめての構造・機構CAEセミナー●4月22、23、24日
http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2003/invseminar/index.htm

●MSC.visualNastran for Windows体験セミナー●東京4月23日
http://www.kke.co.jp/major/soft/mscwelfm.htm

●熱対策技術展●4月16日(水）～18日(金）
http://www.jma.or.jp/tf/

●EFD. Lab, COSMOSFLOWORKS入門セミナー●
http://www.fluid.co.jp/docs/seminor_diary.htm

●機構解析ツール・無料体験セミナー●
http://www.imao.co.jp/imc/training-curr.html#cae-t

　　　　　　　　　　　　　　　[ 2003.04.17 from E.Kawamura ]

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●編集後記
ご飯は蒸らすとおいしくなりますが、うどんも蒸らすということは最近知りま
した。ゆであがってから火を止めて２，３分そのままにしておくと、確かに麺
にもちもち感が加わり、今までと同じうどんとは思えない新しい食感になりま
す。うどん派に更に拍車がかかりました。

　　　　　　　　　　　　　　 　[ 2003.04.17 from F.Kawasaki ]

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