設計者向けCAE/解析

┃S.B.D. MAIL MAGAZINE　　2003-7-3［Vol.88]
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　┃KOZO KEIKAKU ENGINEERING Inc.　　http://www.sbd.jp

◇◆業界あれこれ
　セミナー●プリント基板設計と実装筐体構造設計のコラボレーションセミナー
　SBD利用技術研究会●勝手に流体セッション開催！

◇◆技術探訪
　熱流体●計算の高速化
　構造解析●材料（その４）―応力と結果　２―
　機構解析●積分タイプ
　プラスチック●最近の検証事例から　その６「ヒケ」

◇◆全国高専紹介 ～ つくりたいものはなんですか ～
　　●第3回　長野工業高等専門学校　Part1

◇◆イベント情報
　　●熱対策設計のための解析技術セミナー 他

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

セミナー●プリント基板設計と実装筐体構造設計のコラボレーションセミナー
来る7月18日（金）に、CircuitWorksを独自の使い方で有効活用して頂いてる
NEC様の事例発表を交えた標題のセミナーを開催します。
CircuitWokrsは、基板設計と筐体構造設計におけるデータ互換を実現するソフ
トです。CircuitWorksを使用すれば、従来起こっていたような基板設計者と筐
体構造設計者におけるコミュニケーションの問題を簡単に回避することができ
ます。
また、今回のセミナーでは実際に、基板設計からアウトプットされたデータを
３次元CADに読み込み、CAD上で変更したデータをさらに基板設計に反映させる
という、データ互換のデモンストレーションなども行います。基板設計者の方
にも筐体構造設計者の方にも、満足して頂ける内容となっておりますので、ご
興味のある方は是非ご参加ください。
詳細は、http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2003/ccw/index.htm

　　　　　　　　　　　　　　　[ 2003.07.03 from Y.Nobuka ]

SBD利用技術研究会●勝手に流体セッション開催！
5月に開かれた第1回研究会で、分科会の際に盛り上がりすぎて(!?)内容を消化
しきれなかった流体のグループが"勝手に"研究会を開きます。前回参加でき
なかった方も会員であれば当日の内容をご覧いただけますので、ぜひ臆するこ
となくご参加ください。
http://www3.kke.co.jp/sbd/lab/meeting_flow.htm

　　　　　　　　　　　　　　　[ 2003.07.03 from E.Kawamura ]

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

熱流体●計算の高速化
複雑な形状の流体解析をしようとすると行き当たる問題が、「所要メモリの増
大」と「計算時間の増大」です。一つのアプリケーションに使用できるメモリ
が、Windowsによって2GBまでに制限されています。COSMOSFloWorksおよび
EFD.Labでは、セル数にして80万セル程度に相当します。先の２つの問題を解
決するのに、ハードウェアを改良してより多くのメモリを使用できるようにし
て、かつ処理速度を上げる方法と、ソフトウェアを改良して同じ計算をより少
ないメモリでより速く実行できるようにする方法があります。

ハードウェアについて言えば、近年では、半導体(=CPU)の性能は「１８ヶ月毎
に２倍になる」というムーアの法則に従っているそうです。ソフトウェアにつ
いても、バージョンアップ毎にメモリ使用量の削減と計算速度の向上がなされ
ています。これは、バージョンアップの度に重たくなるワープロソフトなどと
は異なるところです。

次回は「要素生成・グリッド生成」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

　　　　　　　　　　　　　　 [ 2003.07.03 from Y.Iijima ]

構造解析●材料（その４）　―応力と結果　２―
先週に引き続き、延性材料の降伏についての考え方をお話ししていきます。

最大せん断力説：　Trescaによって考案された説で、延性材料の降伏の際には
材料内部において滑りが生じることから、最大せん断応力が材料の限界に達し
た時に降伏する、という考え方です。理論式が非常にシンプルであり、静水圧
を受けるような状況では、実験結果とよく合うことから、塑性理論の降伏基準
に広く用いられています。

せん断ひずみエネルギー説：　Von Misesによって考案された理論で、Tresca
の理論を修正し、中間主応力を考慮した理論になります。この理論で算出され
る応力は、Von Misesの応力とか相当応力とか呼ばれています。

最大せん断力説が示す範囲は、Von Mises応力を表す楕円の内側になるため、
よりも厳しい条件であるといえますが、実験結果からVon Mises応力基準の方
が、最大せん断力説よりも実際に近い結果が得られると言われています。弊社
が扱っている構造解析ツールの、COSMOSWorksやDesignSpaceでも、デフォルト
の出力応力は、Von Mises応力となっています。

２週に渡って、材料の性質別に用いられる破損（降伏）理論について、お話し
してきました。最近の構造解析プログラムでは、安全率等の結果評価ツールが
ついているものが多く見られます。それぞれの材料特性に見合った応力を用い
て評価して下さい。
「材料」については、今回で終わりになります。

　　　　　　　　　　　　　　 [ 2003.07.03 from T.Iguchi ]

機構解析●積分タイプ
今週からDDM、COSMOSMotionに搭載されているソルバーの特徴について述べた
いと思います。第１回目は「積分タイプ」です。

DDM、COSMOSMotionではADAMSと同じソルバーを搭載しています。ADAMSソルバ
ーは解を導く手法としてニュートン・ラプソン法で反復計算を行っています。
積分タイプとしてGSTIFF、WSTIFF、SI2 GSTIFFの３種類が用意されていますが、
これらの違いは「次の解を予測する方法の違い」によります。以下にそれぞれ
の特徴をご説明いたします。

(1)GSTIFF
GSTIFFは接触を含む全ての問題に対応しており、一般的に最も広く使用されて
います。計算時間が最も早く、さらに高精度な解を導きます。不連続な問題
（例えば、ある時間で急激に力が大きくなったりするような問題）などでは解
を導くことが困難な場合があります。

(2)WSTIFF
WSTIFFはGSTIFFではうまく解けないような不連続な問題に対して用意されたも
のです。（逆にWSTIFFで解けなくてGSTIFFで解ける場合もあります。）積分の
ステップサイズの変更に伴い、GSTIFFは誤差が蓄積しますが、WSTIFFは蓄積し
ません。

(3)SI2 GSTIFF
ほとんどの問題において計算時間はGSTIFFより25%以上遅くなります。解の精
度が非常に高く、特に速度と加速度に関して正確な結果が導かれます。不連続
な問題を解くために速度や加速度の要素も収束計算のパラメータとして与え、
解を複数のパラメータから予測するような手法を取っています。

以上の中からユーザが積分タイプを選ぶ上ではまずはGSTIFF（デフォルト）で
行うことが望ましいと言われております。難しいのが不連続な問題だからと言
ってGSTIFFで解けないわけではなく、逆にWSTIFFやSI2で解けない場合も多々
ありますし、その逆もあります。ここで述べた内容はあくまでも大まかな特徴
と言うことで絶対的なものではありません。解が収束しない場合に積分タイプ
を変えることにより収束する場合があるということです。

　　　　　　　　　　　　　　 [ 2003.07.03 from K.Taguchi ]

プラスチック●最近の検証事例から　その６「ヒケ」
MPA Ver5.0が発表されたとき、新機能のヒケ解析が注目を浴びましたがそのヒ
ケについての事例を見せて欲しいというケースが増え、はじめは苦労させられ
ました。

弊社のお客様の「長野ケンウッド」様は、３次元CADで複数のモデルを作成し
MPAでヒケの発生部分、ヒケの量を予測しヒケの少ない形状を検討する等の成
果をあげられました。

事例は弊社HomePageにございますので、興味のある方はご覧ください。
http://www3.kke.co.jp/sbd/case/detail/000.htm#knwd00

　　　　　　　　　　　　　　 　[ 2003.07.03　from S.Maeda ]

...　全国高専紹介 ～ つくりたいものはなんですか ～ ..............................

●第3回　長野工業高等専門学校　　　　　　　　Part1
全国高専紹介の3校目は長野高専です。機械工学科の戸谷先生に学校や研究室
の紹介をしていただきました。

◇長野高専について
長野高専は長野県の北信五岳（斑尾、妙高、黒姫、戸隠、飯綱）を目の前にし、
長野市の北に位置しています。10数年ほど前はりんご畑の中にありましたが、
長野オリンピックの到来と同じ時期に都市開発により付近は商店が増え便利に
なりました。学生は長野県全域、および新潟県の一部から来ており、1000人を
超える学生のうち、400名近くが寮生活を行っています。学生は全般にまじめ
で技術者を目指して勉学に励んでいます。毎年秋には、工嶺祭という文化祭が
あり、クラス企画、学科企画、サークル企画などで周辺住民にも楽しんでもら
っています。

◇研究室について
機械工学科の学生が4名、生産環境システム専攻の専攻科生1名がいます。研究
室の雰囲気は、学生は非常に活発でコンピュータに長けており、わいわいと騒
ぎながら研究を行っています。研究室につきものの飲み物は紅茶です。一般的
にはコーヒーなのでしょうが、教官の紅茶好きと学生にも紅茶好きがおり、様
々な産地の紅茶、その他フレーバーティーなど多くの種類の紅茶を飲んで研究
に励んでいます。特にアール・グレイはお好みです。研究室の話題は、研究、
車、インターネットに関する内容が多く、車に関しては国産、外国産問わず関
心を持っています。

◇主な研究内容、今後取り組みたいテーマ
研究内容は流体力学に関する実験、数値計算を行っています。主なテーマは回
転二重円筒間の粘性流体の流れです。テイラー渦流れに関する実験的、数値的
解析を行っています。それらとは別に、新たに始めた研究として、創造工学の
体系化を目指して3次元CAD、CAE、TRIZなどコンピュータ支援ソフトの活用に
関して事例研究を行っています。高専においては「ものづくり」というと、機
械加工という面が強かったと思いますが、新しい製品・技術を創造するために
は、発想力・創造力、情報検索力、支援ソフト活用力、企画力が必要になって
くると思われ、そういった教育を体系化するものとして創造工学の確立を目指
しています。

長野高専・・・http://www.nagano-nct.ac.jp

今週は、ここまでです。長野高専では多くの小中学生向けの公開講座が開講さ
れています。また昨年度から出前授業というユニークな取り組みも始まってい
ます。詳細は学校のホームページでご確認ください。　このコーナーでは皆様
からの感想を大募集しています。研究内容への質問や学生さんへのコメントな
どなど、どしどしお寄せください。あて先は　sbdmgz@kke.co.jp　です。

　　　　　　　　　　　　　　 　[ 2003.07.03 from M.Mori ]

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

●SBD利用技術研究会　勝手に流体セッション●7月11日
http://www3.kke.co.jp/sbd/lab/meeting_flow.htm

●熱対策設計のための解析技術セミナー●7月15日
http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2003/thermsemi/index.htm

●製造業のための戦略情報システムセミナー●7月16日
http://www.kke.co.jp/csrp/oosaka_seminar.htm

●バルブ/ダクト設計のための解析技術セミナー●7月16日
http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2003/bulb/index.htm

●電気/メカ設計のコラボレーション設計セミナー●7月18日
http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2003/ccwsemi/index.htm

●製造業CAE個別相談セミナー●名古屋7月10日大阪18日
http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2003/cae/index.htm

●設計のための構造・機構体験セミナー●7月23日
http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2003/designho/index.htm

●MSC.N4W体験セミナー●東京7月30日　大阪16日　名古屋23日
http://www3.kke.co.jp/cae/taiken/home.htm

●EFD.Lab, CAEソリューション・セミナー●東京7月8日、17日
http://www.terrabyte.co.jp/new_page_26.htm

●EFD.Lab, COSMOSFloWorks入門セミナー●7月15日
http://www.fluid.co.jp/docs/seminor_diary.htm

　　　　　　　　　　　　　　　[ 2003.07.03 from E.Kawamura ]

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●編集後記
ニ、三年前にチャーリーズエンジェルが公開されたときは、余りにも強くて、
かわいいエンジェル達に圧倒されましたが、同時にチャドというロス出身のス
ローで頑固な船乗り（?）は私がロスで泊まったユースホステルの受付の人と
全く同じキャラクターだったので懐かしかったです。フルスロットルも見に行
ってきます。
　　　　　　　　　　　　　　 　[ 2003.07.03 from F.Kawasaki ]

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