設計者向けCAE/解析

　┃S.B.D. MAIL MAGAZINE　　2005-10-27［Vol.199]
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　┃KOZO KEIKAKU ENGINEERING Inc.　　http://www.sbd.jp
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先週、中国の重慶でCATIAのカンファレンスが開かれました。来場者は８００
人で、中国各地からCATIAのユーザが集まりました。
私達は、熱流体ソフトの『EFD』を出展しましたが、ブースに訪れてくるのは、
防衛産業の会社ばっかり。

『EFD』の中身は、『COSMOS/FloWorks』と同じで、国内ではSolidWorksを使っ
ている家電やハイテク、機械メーカーに多く利用されています。そのためか、
私達は電子筐体の冷却問題が上手く解けるように開発元に要求を出し続けてき
ましたが、中国で使ってもらうためには、チューニングのつぼがチョイと違う
ようです。

ロケットや戦闘機の設計者は興味を持ってブースに近寄って来てくれましたが、
電機や機械、さらに自動車メーカは、流体ソフトなど殆ど興味が無い感じでし
た。

事情通の人に聞くと、電機や自動車じゃ、高いソフトを買って作るより、店に
行って良い製品を一つ買ってきて分解して作った方が安いからだとか。ロケッ
トや戦闘機はそうは簡単に買えないし、国がたっぷり予算をつけてくれるから、
高いソフトも買えるのだそうです。

また、ソフトの違法コピーが多い理由は、中国人の考え方で、人よりも優秀に
なって認めてもらうためには、先進的な技術が詰まった本を誰よりも早く見つ
けてきて写して勉強する。これは善であって、勉強のためのコピーは決して悪
ではないのだそうです。ノートを写すのもソフトを写すのも同じ感覚なんです
かね。

『EFD』も先進的な技術がたっぷり詰まったソフトですから、"写して"勉強
したくなる人が出て来ても不思議じゃない。なんせ、ここでは『海賊版』が出
回るようになれば一人前のソフトだとか。
　　　　　　　　　　　　　　　　[ 2005.10.27 from T.Sumiya ]

－－－今週の目次－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

◇◆技術探訪
　流体力学●抗力係数
　機構解析●機械要素の摩擦

◇◆構造解析よもやま話　NO.123
　●動解析（27）　非線形振動　（3） 振り子の振動

◇◆ひろこの部屋　NO.58
　解析誤差●メッシュ編

◇◆SBD製品最前線
　樹脂流動解析●速報！iMUG 2005開催！

◇◆イベント情報
　●設計者CAEソリューションセミナ　他

...　技術探訪　..............................................................................
流体力学●抗力係数
流体力学においては、「抵抗」といってもいくつかありますが、今回は、自動
車や飛行機の空力抵抗といわれる話。つまり、一定の流れの中に何か物体があ
る場合に、その物体に流体が及ぼす力について。

このような抵抗の話をする場合、次の式が用いられます。
D=Cd*(1/2)*ρ*u^2*A
ここで、D：抗力、Cd：抗力係数、ρ：密度、u：速度、Ａ：正面から見た面積
Cdは、自動車の空力特性を表す数値として聞いたことがある方も多いでしょう。
「Cd値」などと呼んで、小さいほど抵抗が少なく、空力特性に優れた車という
ことになります。

上記の式を用いるのには、それなりの意味があります。物体が単純な四角形の
場合、物体に当たった流れが１００％せき止められたとすると、物体の正面に
は、動圧(1/2)*ρ*u^2が作用します。それに面積Aをかけた(1/2)*ρ*u^2*Aの
力が作用します。

実際には、たとえ四角であっても１００％せき止められるわけではなく、多少
は脇からすり抜けるわけです。さらには先端の形状を工夫して、抵抗を小さく
したりします。Cdは、その修正係数となっています。

人生においてもさまざまな抵抗がありますが、Cd値を下げてスルリとかわした
いものです。
　　　　　　　　　　[ 2005.10.27 from Y.Iijima ]

機構解析●機械要素の摩擦
機械力学の参考書を開いてみると、機械要素の摩擦の例として「斜面の摩擦」、
「滑車とベルトの摩擦」、「くさび・ねじの摩擦」等を見かけます。これらの
摩擦力は部品が平面上を滑る場合をもう少し拡張したもので、傾斜角や、部品
の形状も考慮した関係式から導かれます。斜面の摩擦を例にすると、傾斜角α
の斜面に自重Wの物体が静止していた時のつりあい式は垂直抗力P'、静摩擦力
F'として

P'=W*cosα、F'=W*sinα=P'*tanα （式－１）

と表されます。ご存知のとおり、傾斜角を考慮したよく見かける式です。

同様に、「滑車とベルトの摩擦」、「くさび・ねじの摩擦」等も部品数が少な
くて簡易形状であれば、比較的容易につりあい式により摩擦力を求めることが
出来ます。

しかしながら、実際の機械システムはどうでしょう？
部品の数も多く、時間とともに姿勢を変えながら他のパーツに力を伝えている
ので、摩擦面に伝わる垂直抗力も刻々と変化しているはずです。このようなモ
デルの場合は、手計算で摩擦力を求めたり、摩擦による他の部品への影響を求
めることは難しくなります。

COSMOSMotion、Dynamic Designer Motion等の機構解析ソフトでは、マルチボ
ディ・ダイナミックス（多体動力学）の理論を用いているため、部品数が多く
なっても、容易に動的な動きや力を計算してくれます。摩擦の影響を素早く把
握する場合にもこれらのソフトを有効に使われてはいかがでしょうか。
　　　　　　　　　　[ 2005.10.27 from K.Taguchi ]

...　構造解析よもやま話 NO.123 ......................................................
●動解析（27）　非線形振動　（3） 振り子の振動　
別件で資料を調べていたら振り子の振動解析の例題があった。付け根で回転し
て可動するのでこういうのは振動解析できない。。と思い込んでいたが、よく
考えてみれば、静的に安定していない問題も　動解析は可能であるのだから解
析できて当然ともいえる。

読んでいくと、これは非線形振動として解析しないと模擬できないようである。
うーん！ちょうど本テーマに合致するため、解析したので見ていただく。

グラフだと　振れている様子がわかりにくいので　アニメーションも作成した。

興味のある方はこちらを訪問してください。
http://info1951.hp.infoseek.co.jp/
　　　　　　　　　　[ 2005.10.27 from K.M ]

...　ひろこの部屋　NO.58 ...............................................................
解析誤差●メッシュ編
こんにちは、ひろこです。解析初心者の気持ちが分かる推進役として今までこ
のコーナーを続けてきたつもりです。しかし、最近は球場のフェンスなど格子
状のものを見るとFEMのメッシュを思い出してしまいます。もしやマニアの域
に達したのでしょうか!?

メッシュは常に解析する人、特に初心者から中級者へ成長していく人を悩ませ
ます。それは、同じモデルや境界条件でもメッシュが違うと答えが変わってし
まうからです。では、適当なメッシュとは何でしょうか。この答えを解析の匠
に尋ねると「そんなこと分かるわけが無い」と大抵の方は答えます。これがソ
クラテスの言う「無知の知」というものでしょうか。

では匠たちはどのように最適なメッシュを求めているのでしょうか。
まず、一度解析を実行して結果を確認します。その後、メッシュを細かくして
さらに解析します。ここで二つの結果がほぼ同じであれば最初のメッシュで問
題ありません。結果が異なる場合はさらに細かいメッシュで解析してひとつ前
の結果と比較します。（くり返し）

匠とは地味に思える作業を信念を持って行える方々のようですね。
なんだか、惹かれてしまいます。
　　　　　　　　　　[ 2005.10.27 from H.Horiuchi ]

...　SBD製品最前線 ........................................................................
樹脂流動解析●速報！iMUG 2005開催！
１０月２５日～２７日まで、米国オーランドにおいてMoldflowのユーザー会 i
MUG2005が開催されました。ご存じの方もいらっしゃると思いますが、２４日
は米国最大のハリケーンが到来しましたが、なんとかオーランド入りすること
ができました。

今回の目玉は何といってもハイエンド解析ソフトMPI Ver6.0の登場でしょう。
３Ｄ解析の大きな改善やコアシフト技術の改良等ユーザーの声を反映したすば
らしいソフトに仕上がっていました。

また、気になる新プロダクトとしてMoldflow Communicatorというものが年末
に登場する予定です。このソフトは今のところフリーでWebからダウンロード
できるツールでMoldflowの解析結果をCommunicator形式に保存さえすればその
解析結果を別部署や関連会社でもみることができるビューアーなのです。

また、断面表示やモデルを回転させることもできるので、現在のHTMLレポート
よりもずっと簡単に意思疎通することができるようになると思います。今のと
ころ日本語には対応していませんが言語の対応や予定されているMPAへの対応
を期待したいところです。

ユーザー事例ではLanxess社のMPIからABAQUSへの連成解析の事例がとてもわか
りやすく、大変参考になりました。２日目は日本を代表して日立製作所生産技
術研究所の飯田様が講演をされ、ギアの反りなどについて説明をされました。
こちらの内容に関しては３回連続でご紹介していく予定です。
　　　　 　　　　　　[ 2005.10.27 from S.Maeda ]

...　イベント情報 ........................................................................
●[最新] 設計者CAEソリューションセミナ 2005 ●大阪11/22　名古屋11/29
3次元設計をされる設計者に必須のツールとなった設計者CAEについての最新情
報を　実際の活用事例をふまえて、やさしくご紹介します。
http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2005/caesol/index.htm

●MINITAB実践ソリューション セミナー●東京10月31日
http://www2.kke.co.jp/minitab/tokyo_seminar.html

●EFD.Lab無料体験ワークショップ&コンサルテーション●東京11月1日
http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2005/efdho/index.htm

●EFD.Lab操作体験セミナー●大阪11月7日　名古屋11月28日
http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2005/efdlab1/index.htm

●設計者のための構造解析技術セミナー●大阪11月24・25日
http://www.sbd.jp/event/2005/kozo/index.htm

●CAEおやじの構造設計特訓講座●東京1月18・19・2月3日
http://www.sbd.jp/event/2005/oyaji/oyaji1.htm

●デザインCAE活用セミナー●東芝プロセスソフトウェア様主催　11/2
http://www3.kke.co.jp/sbd/event/2005/TPScae/CADCAE.pdf

●MSC VPD コンファレンス●エムエスシーソフトウェア様主催　11/7-8
http://convention-info.net/msc/

●ANSYS Conference●サイバネットシステム様主催　11/17-18
http://www.cybernet.co.jp/ansys/conference/

●COSMOS User Conference　2005●コスモスジャパン様主催　11/18
http://www.cosmosj.com/cuc/index.html

●PTC User World Event Japan2005●PTCジャパン様主催　11/22
http://www.ptcj.jp/conf2005/

●PLMシステムユーザー会 2005●伊藤忠テクノサイエンス様主催　11/25
http://spider.ctc-g.co.jp/web/fm/plms/2005051g

●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://www.canon-sol.co.jp/seminar/sw-seminar.html
　　　　　　　　　　[ 2005.10.27 from E.Kawamura ]

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●編集後記
本でいいことを知りました。深く祈り続ければやがてば願いは叶うのだそうで
す。ポジティブなイメージを持ち、夜寝る前に例えば「遅刻癖が直りました。
ありがとう」と唱える、等々、先にお礼を言ってしまうのがミソらしいです。
これからお礼を言い続けてなかなか眠りにつけなくなりそうです。
　　　　　　　　　　[ 2005.10.27 from E.Kawamura ]

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