設計者向けCAE/解析

　┃S.B.D. MAIL MAGAZINE　　2004-10-21［Vol.149]
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　┃KOZO KEIKAKU ENGINEERING Inc.　　http://www.sbd.jp
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カーナビも積んでない車に乗っている私にとって、名古屋で開催されている
『ITS未来博』で目に入ってきたものは、驚きとしか言い様がありません。

カーナビは、灰皿の上に付いているモニターで見るものとばかり思っていまし
たが、これからのカーナビは、フロントガラスに映し出されます。
ドライバーがフロントガラスを通して見ている前方の風景に重ねて、車線変更
先が浮かびあがったり、高速道路の緑の標識が、分岐点が来るまでフロントガ
ラスの右上に、フラフラと写し出されてました。

これはまだ序の口。ドライバーの目線を監視して、前方の人やモノが視野に入
っていないと判断すると警告を鳴らすシステムや、夜間走行において、人の目
では認識しづらい、暗闇の中にいる遠方の歩行者を赤外線カメラでとらえ、フ
ロントガラスに投影するシステムなど、未来がいっぱい有りました。

これらを制御するのは全部コンピューターですが、最近、これらの製品の小型
化とコンピューターの高速化で、排熱設計が限界に達してきているとか？ 熱
を外部に逃がすための特別なシートを貼ったりしても追いつかず、携帯電話に
も排熱用のファンを取り付けることをまじめに検討している会社があるという
話も聞きました。

いくらファンを付けても、対流が起きるほどの隙間もないんじゃ、冷却できな
いですよね。流体空間がなくなるほど集積化が進むと、熱のシミュレーション
は流体解析ソフトでなくて、熱伝導解析ソフトで十分になるのではないかと、
少し心配してしまいました。

ITSの会場には、名古屋から開通したばかりの『あおなみ線』に乗っていきま
す。
ITS未来博の雰囲気を知るには、こちらのWEBが良いかな？
http://supermarket.web.infoseek.co.jp/bb/its.html

　　　　　　　　　　　　　　　　[ 2004.10.21 from T.Sumiya ]　

－－－今週の目次－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

◇◆技術探訪
　熱流体解析●流れの方程式－連続の式
　機構解析●どうやって解いているのか？　－ダイナミックス解析－

◇◆構造解析よもやま話 NO.93
　●自動メッシュで指定されたサイズが、最も適したサイズなのか？　(5)

◇◆だれでもわかるCAE講座　NO.8
　●ティーショット

◇◆SBD製品最前線
　高専ロボコン●地区大会がスタート

◇◆イベント情報
　●CAEおやじの構造解析特訓講座　他

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

流体力学●流れの方程式－連続の式
流れの現象を表現するのに幾つかの方程式が用いられます。その一つに連続の
式と言われるものがあります。

これは、質量保存則に基づいた式です。微少空間内の流体がある微少時間に移
動することを考えます。その場合に、その微少空間内の質量＝密度×体積が一
定である、という意味の式になります。密度と体積のそれぞれの変化による質
量の変化がゼロである、という形で表現されます。

通常は、非圧縮性といって圧力の変化によって密度が変化しない、という条件
が成り立ちますので、その場合には、体積が変化しないという意味だけの表現
になります。

　　　　　　　　　　[ 2004.10.21 from Y.Iijima ]

機構解析●どうやって解いているのか？　－ダイナミックス解析－　
先週は直方体を例に慣性モーメントの計算例を説明しました。
今週から、運動方程式を立てるために必要な仮想仕事の原理についてご説明し
ます。
まずはじめに、静的釣り合いにおける仮想仕事の原理を説明します。

質点系において力が釣り合っている状態はすべての力の和は０になります。
ΣFj=0　（j=0,1,2・・・) （式-1）

仮想変位δr（Fjを変化させない無限小変位）に伴う仕事は
δW=F1・δr+F2・δr+F3・δr+・・・・=ΣFj・δr　（式-2）

釣り合いの状態であれば（式-1）が成り立つので
δW=0 （式-3）

となります。つまり失点に働く力が釣り合い状態であるとき、仮想変位が働い
ても質点に働く力のなす仮想仕事は０（ゼロ）であるという考え方になります。
次回はこの原理を用いて簡単な例を説明します。

　　　　　　　　　　[ 2004.10.21 from K.Taguchi ]

...　構造解析よもやま話 NO.93 .........................................................

●自動メッシュで指定されたサイズが、最も適したサイズなのか？　(5)
まとめ：
テトラの自動メッシュで、最初に表示されるメッシュサイズ（デフォルトサイ
ズ）は
・ 「精度とは無関係」　　だが、
・ 「そのサイズを適用すれば　　"まず"　メッシュが切れる」という意味
では適した　サイズ

FEMの精度は要素サイズが細かい程精度が良くなるが、精度に近づく収束性は、
変位に比して応力は遅い。　

複雑な形状で、窪みや鋭角部があるような場合は、（メッシュが切れるように）
細かいサイズが計算されるため、応力に関しても（真値に近い）精度良い解が
得られる。　

単純な形状の場合は、粗くなる傾向があり、　応力に関して精度の良い解を得
る場合は、計算例でもおわかりのとおり、粗そうな場合は、最初から　メッシ
ュサイズを2/3　～1/2程度に調整するのがベターである。

プラスα：　
本シリーズで採用のモデルを板要素で計算した。
ソリッド要素の収束性に比して　板要素の方が　収束性が良い　。。。
という感覚が私にはあるのだが、これを、本稿の最後として検証する。

計算結果に　ご興味のある方はこちらへ
http://info1951.hp.infoseek.co.jp/

　　　　　　　　　　　　　　　 [ 2004.10.21 from K.M ] 　

......　だれでもわかるCAE講座　NO.8 .............................................

●ティーショット
ゴルフの目的はいかに少ない打数でボールをカップに入れるかということです
が、ホールに入れる過程では様々な場面が登場します。プレイヤーはカップま
での距離や場面に応じてクラブを選択します。これは、各クラブに個性があり
得意とする場面が違うためです。

解析の実行においても用途は様々です。対象物によって大きさや形状、見たい
結果や力の掛かり方も異なります。メッシュ化（分割化）においても用途によ
って使用する要素を使い分けると効率よく、良い結果を得ることが出来ます。
以下にメッシュの大まかな分類を紹介します。

メッシュ要素1つ目はソリッド要素で、解析対象を四面体や六面体に分割しま
す。この要素は汎用性が高く、どんな形状に対しても解析を行うことができま
す。

2つ目はシェル要素で、解析対象を三角形や四角形に分割します。この要素は
面積に対して厚さの薄いモデルに適用します。

最後はビーム要素で、解析対象を棒状に表現します。この要素は棒状のモデル
に適用します。シェル・ビーム要素は適用場面が限られていますが、ソリッド
モデルに比べて計算効率は高くなります。

さて、ソリッド要素とその他の要素の境界線はどの辺りにあるのでしょうか。
一般的には厚みに対して幅と長さが20倍以上あればシェル要素が適用できます。
また長さにたいして断面の幅と高さが10分の１以下であればビーム要素が適用
できます。

各要素の個性が分かったところで、コースに出て早速ティーショットといきま
しょう。まだ不安ですか？まずは実践あるのみです、実践しつつ理論を覚えて
徐々にカップに寄せて打てるようにしていきましょう。

　　　　　　　　　　　　　　　 [ 2004.10.21 from H.Horiuchi ]

...　SBD製品最前線 .....................................................................

高専ロボコン●地区大会がスタート
１０月１７日は関東、近畿ブロックの予選が
ありました。各結果は次の通りです。

関東ブロック
優勝　小山高専Ａ（全国大会出場）
推薦　航空高専Ｂ（全国大会出場）
　　　東京高専Ａ（全国大会出場）
　　　長岡高専Ａ（全国大会出場）

同じく近畿ブロック
優勝　近畿大学高専Ｂ（全国大会出場）
推薦　和歌山高専Ａ　（全国大会出場）
　　　奈良高専Ａ　　（全国大会出場）

　　　　　　　　　　　　　　　 [ 2004.10.21 from S.Maeda ] 　

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

開催間近！まだお申込み　間に合います！
●CAEおやじの構造設計特訓講座●東京10月25・26・11月12日
http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2003/oyaji/index.htm

●CAEおやじ　フォローアップセミナー●東京11月26日
http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2003/oyaji/oyaji2.htm

●設計者のための構造解析技術セミナー●大阪10月28日
http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2003/kozo/index.htm

●設計者ハンズオンセミナー●東京11月5日
http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2004/cmho/index.htm

●EFD.Lab紹介セミナー&無料体験ワークショップ●東京11月4日
http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2003/efdho/index.htm

●SolidWorks ＆ COSMOSWorks 体験セミナー●大阪11月5日
http://www.r-kansai.ricoh.co.jp/event/cad/s_200409.html

●第4回NPO CAFE　懇談会●神奈川11月6・7日
http://npo-cafe.jp/

●MSC.Software Virtual Product Development Conference●東京11月8・9日
http://www.event-info.com/msc

●COSMOS2005新機能紹介セミナー●東京11月9日
http://spider.ctc-g.co.jp/web/fm/plms/2004038g

●ＣＡＥを活用した機構設計技術●幕張12月1・2日
http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2004/motionsemi/index.htm

●SolidWorks＋COSMOSWorks無料体験セミナー●キヤノンシステムソリューションズ様　主催
東京・大阪各日程あり。http://es.canon-sol.jp/sw/seminar.htm

●モールドフロージャパン主催　開発プロセス革新セミナー●東京10月27日
http://www.sbd.jp/event/2004/gyosemi.pdf

　　　　　　　　　　　　　　　 [ 2004.10.21 from E.Kawamura ]

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●編集後記
今年の台風の猛攻に、直撃をかわしなんとか梨の収穫を終えられそう、とほっ
としていた両親ですが、台風22号、23号が一目散にやってきました。落ちてし
まった実は残念ですが、二人に早めの閑期と来年の肥料を与えてくれた、と考
えているようです。梨好きの方、ご注文は川村梨園へ！一年先になりますが。

　　　　　　　　　　　　　[ 2004.10.21 from E.Kawamura ]

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