設計者向けCAE/解析

┃S.B.D. MAIL MAGAZINE　　2003-5-22［Vol.82]
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　┃KOZO KEIKAKU ENGINEERING Inc.　　http://www.kke.co.jp/sbd

◇◆業界あれこれ
　BD利用技術研究会●第１回研究会、本日開催

◇◆技術探訪
　熱流体●モデル化して考えるということ
　構造解析●メッシュ（その２）　―アダプティブ法１―
　機構解析●機械要素(3)－滑車
　プラスチック●ユーザーの声　第二弾（有）玉川化成 様

◇◆構造解析よもやま話 NO.55
　　●キーワード：数値計算(10)　反復法 (4)

◇◆イベント情報
　　● EFD. Lab, COSMOS/FloWorks入門セミナー 他

...業界あれこれ....................................................................................
SBD利用技術研究会●第１回研究会、本日開催
本メルマガでも数回にわたりご案内していましたように「SBD利用技術研究会」
の第１回研究会が本日、構造計画で開催されました。研究会が発足し最初の研
究会で殆どの方々が初顔合わせでしたが、午後の分科会では、お互いの自己紹
介から始まり、活発な討論を経て、懇親会が終わって帰るときには会員同志が
打ち解け、困ったときに気楽に聞ける関係ができあがったのではないかと思わ
れます。

研究会の様子は、後日ＷＥＢから見れるようにしますので、お忙しくて参加で
きなかった方は、是非お役立てください。ただし、会員制ですのでまずはこち
らからご入会ください。↓http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2003/sbdgr/02.htm

第２回の研究会は、９月２日に大阪で予定しています。どうぞスケジュールに
入れておいてください。
　　　　　　　　　　　　　　　[ 2003.05.22 from T.Sumiya ]

...　技術探訪 ....................................................................................

熱流体●モデル化して考えるということ
【モデル化】とは？ある現象について数値解析する場合に、その現象に影響を
与える要因をすべて考慮に入れずに、重要なものだけを抽出します。この、要
因の簡略化、理想化を【モデル化】と呼んでいます。モデル化を行う理由は、
影響を与える要因には大きなものから小さなものまであり、すべてを考慮する
ことは難しいですし、影響が小さいものまで考慮することは効率的ではないか
らです。

物体の落下運動を考えたとき、空気の抵抗という要因があります。パチンコ玉
が数ｍの高さから落下する現象であれば、空気抵抗の影響はわずかですので、
それを無視することは適切なモデル化といえます。薄い紙が落下する現象では、
空気の抵抗を無視しては、現象が全く異なったものになってしまいます。これ
は適切なモデル化ではありません。

電子機器関連のユーザー様から、実物に近い３次元データを使って流体解析を
しようとする話をよくお聞きします。これは、パチンコ玉の落下運動を解析す
るのに空気抵抗を考慮しようとしているのと同じです。しかも、そのためにメ
ッシュ数が膨大になり計算時間が異常に長くかかったり、メモリーが不足して
計算自体ができないという問題に行き当たります。

それでは、どこまで形状を簡略化（＝モデル化）すればよいのでしょうか。こ
れは、なかなか難しい問題です。本日の「利用技術研究会」
http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2003/sbdgr/02.htmでは、形状の簡略化に
ついてもお話ししました。次回は「コンピュータと数値計算法の基礎」です。

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

　　　　　　　　　　　　　　 [ 2003.05.22 from Y.Iijima ]

構造解析●メッシュ（その２）　―アダプティブ法１―
先週もお話ししましたが、得られる解の精度についてはメッシュの大きさが関
係しています。しかしながら、際限なく細かくすれば全体の要素数が増え、解
析時間も長くなります。場合によってはリソースが不足し、解析できないこと
も起こります。

では、できるだけ大きい（要素数を少なく）メッシュで、精度のよい解を得る
にはどうすればよいのでしょうか？この解決策の１つが、アダプティブ(=適応
性)法です。これは、適当なメッシュサイズで解析を一度行い、とりあえず結
果を出します。

隣り合う要素で結果を比較し、違いが大きい場合には、その部分を細かくして、
再度解析を行う。再び、隣り合う要素で・・・と、繰り返し、違いが小さくな
るまで（収束するまで）メッシュを改善、解析を行うという方法です。これを
使うことで、誰でも精度のよいメッシュ作成が行えます。

しかしながら、非常に便利なアダプティブ法ですが、再メッシュ→解析を何度
も繰り返すので、解析時間に時間がかかるというデメリットもあります。解析
モデルや状況に応じて、うまく使ってみて下さい。

このアダプティブ法には、Ｈ法、Ｐ法、Ｒ法などと呼ばれるものが有ります。
それぞれの特長については、次回にお話します。

　　　　　　　　　　　　　　 [ 2003.05.22 from T.Iguchi ]

機構解析●機械要素(3)－滑車
滑車は定滑車と動滑車を組み合わせて仕事の向きと力の大きさを変換するもの
です。たとえば天井に定滑車を取り付けそこにロープを通し一方に荷物を繋ぎ、
もう一方を下向きに引っ張ると荷物を持ち上げることができます。この場合摩
擦などを考慮しないと引っ張る力は荷物の重さと同じ力が必要になり、仕事の
向きのみを変換したことになります。

また定滑車を通したロープの一方を天井に固定しその間に荷物をつけた動滑車
を設置すると、この荷物をある高さまで持ち上げる為にはその２倍の長さのロ
ープを引っ張る必要があります。これは、動滑車の両脇にあるロープを引き上
げる必要があるためで、絵に書くと簡単に理解することができます。この時ロ
ープを重さの半分の力で引っ張れば荷物を持ち上げることができます。

滑車にも、いままでの仕事量一定の法則が成り立つことになります。滑車の原
理は最近見なくなりましたが、井戸の桶を持ち上げる時に利用されています。
また、重量物の移動に欠かせないチェーンブロックも滑車の原理から作られて
います。
　　　　　　　　　　　　　　 [ 2003.05.22 from H.Horiuchi ]

プラスチック●ユーザーの声　第二弾（有）玉川化成 様
３回に渡ってご紹介してきた「（有）玉川化成」様の声も今回が最終回です。
３．Moldflowと成形について
構造計画：Moldflow を導入して何か効果はございましたか？
小島様：弊社での事例ですが、１点ゲートにするか２点ゲートにするか検証し
　たことがあります。また、取引先に流れ等をビジュアル的に説明できたとい
　うメリットもありました。しかし、取引先からの３次元データの提供がまだ
　まだ少ないという問題もあります。

構造計画：何かネックがあるのですか？
小島様：はい　データの互換が問題となる場合があります。特にCATIAからの
　データがやっかいです。

構造計画：なるほど　近日発売のMoldflowプラグイン「MoldflowDesign Link」
　のVer4.0からCATIA V5　インタフェースが搭載されます。自動車業界で既に
　反響が出てきています。金型の製作についてはいかがですか？
小島様：金型は弊社では作成していません。　全て外作でお願いしています。
　透明物は鏡面仕上げが命なので、よい金型屋さんと組むことが重要です。

構造計画：材料などはいかがですか？　また廃材などはどうされていますか？
小島様：主なPMMAは三菱レイヨンから、PCは帝人が多いでしょうか。品質管理
　の為に、三菱レイヨンからは乾燥作業時にゴミが入らない包装を特別なもの
　でお願いしています。廃材は専門の業者に引き取ってもらっています。
構造計画：今回はありがとうございました。

なお今回の対談はHTML形式でも公開いたします。
アドレスは http://www.kke.co.jp/sbd です。

　　　　　　　　　　　　　　 　[ 2003.05.22 from S.Maeda ]

...　構造解析よもやま話 NO.55　............................................................

●キーワード：数値計算(10)　反復法 (4)
10万節点モデルで、薄肉形状（thinモデル）と圧肉形状（thickモデル）を精
算法と反復法をMSC.Nastranで比較しました。

モデルのつくりやすさのため、DesignSpace・COSMOSWorksなどテトラ二次要素
ですが、ここでは６面体１次要素を用いて、直方体形状で、thickモデル：
4x47x552=103776節点、thickモデル：47x47x47=103823節点としました。

静解析で連立1次方程式の求解時間を比較します。単位はCPU（秒）です。
　　　　　　精算法(Sparce)　　　　　　反復法(Iterative) S/I
Thin　　　　　　　150.3　　　　　　　　　　1024.4　　　　　　　　0.15
Thick　　　　　　6254.9　　　　　　　　　　 171.9　 　　　　　　36.4

DesignSpace・COSMOSWorksなどの設計者向けFEMでは、CADデータをテトラ2次
要素で自動メッシュしますので、反復法の優位性が際立ちます。しかし、モデ
ルによっては精算法も非常に優れて効果的な場合もあることがわかります。

　　　　　　　　　　　　　　 　[ 2003.05.22 from MSC技術室 K.M ]

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

●熱対策設計のための解析技術セミナー●6月6日
http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2003/thermsemi/index.htm

●MSC.visualNastran for Wondows体験セミナー●東京5月29日　大阪6月11日
http://www.kke.co.jp/major/soft/mscwelfm.htm

●EFD. Lab, COSMOS/FloWorks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

　　　　　　　　　　　　　　　[ 2003.05.22 from E.Kawamura ]

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●編集後記
この前バック・トゥ・ザ・フューチャーをテレビでやっていましたが、あのガル
ウィング（ドアが上に開いた姿がかもめの羽に似てることに由来）車はデロリ
アンという会社が理想を求めて作り販売していたもので、実際には、さびさせ
ないためマグネシウムでコーティングしている上に、ドアの開閉は映画のよう
にプシューという効果音もないため、ただ重いだけだったそうです。そこまで
して夢を追ったからこそ映画で魅力を放ったのでしょう。

　　　　　　　　　　　　　　 　[ 2003.05.22 from F.Kawasaki ]

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