設計者向けCAE/解析

　┃S.B.D. MAIL MAGAZINE　　2006-07-27［Vol.234]
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　┃KOZO KEIKAKU ENGINEERING Inc.　　http://www.sbd.jp
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　この2月に突然販売中止になったMSC.Nastran　for　Windowsですが、おかげ
さまでUGS社のFemap　with　NX　Nastranへの移行が順調に進んでいます。

「ソフトウェアのユーザにとって一番の不幸は開発中止になること」と以前書
きましたが、今回はなんとかうまくUGSへの乗り換えができユーザの不利益を
最小限にとどめる事ができたのではないかと思っています。ソフトを販売する
立場の者として有用なソフトウェアを永続的に供給し続けることがいかに重要
なことで、また難しいことであるかを身をもって知った出来事でした。

当社のユーザでなくてもFemap　with　NX　Nastranを提供できる準備ができま
したので、詳しくは本号の記事をご覧下さい。

さて、当社は来週夏季休業ですのでメルマガも１回休刊させていただきます。
読者の皆さんもよい夏休みをお過ごしください。では。
　　　　　　　　　　[ 2006.07.27 from J.Ofuchi ]

－－－今週の目次－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

◇◆技術探訪
　流体力学●「流れのふしぎ」より　No.8　～浮沈子～
　機構解析●振動学－回転体の振動（その２）

◇◆構造解析よもやま話 NO.142
　●キーワード：　続　接触問題　(3)　線形コンタクト

◇◆ひろこの部屋　NO.93
　設計者の観点シリーズ●ボルト締結　その１

◇◆シグマの話　NO.21
　●シックスシグマの品質

◇◆SBD製品最前線
　MSC.Nastran for Windows（MN4W）●リプレースメントプログラムについて
　樹脂流動解析●MPIの機能　その２

◇◆イベント情報
　理経様主催●「成功者を見習え!!　責任者向け3D-CAD 成功事例紹介セミナー」　他

...　技術探訪　..............................................................................
流体力学●「流れのふしぎ」より　No.8　～浮沈子～
「浮沈子（ふちんし）」という名前があることを初めて知りました。意外と有
名なのかもしれません。

お弁当についている魚の形の醤油入れを空にして（＝空気を入れて）フタをし
ます。それを、水が満杯に入ったペットボトルに入れて、ペットボトルにフタ
をします。実際には水中にとどまるようにおもりをつけて調整する必要があり
ます。このようにしたペットボトルの側面を握って力をかけたりゆるめたりし
ます。すると、中の醤油入れが浮いたり沈んだりします。

この現象は流体力学の2つのキーワードで説明することができます。「圧縮性」
と「浮力」です。ペットボトルに力をかけると、醤油入れに圧力が加わって体
積が小さくなります。これは空気の圧縮性（圧力を加えたときに体積が変化す
る割合）が大きいからです。また、そのようにして醤油入れの体積が小さくな
ると浮力が小さくなります。これは、醤油入れに作用する浮力が、醤油入れが
押しのけた水の重さに等しいからです。

「浮沈子」で検索したところたくさんの作例が見つかりました。中でも傑作は
これです。商品化してもよさそうな出来映えです。
http://g3400.nep.chubu.ac.jp/onsenkids/craft/waltz/waltz.html

参考書：「流れのふしぎ　－遊んでわかる流体力学ABC－」
　　　　　日本機械学会編、石綿良三・根本光正著、講談社発行
　　　　　　　　　　[ 2006.07.27 from Y.Iijima ]

機構解析●振動学－回転体の振動（その２）
回転軸の重要な役割のひとつに、トルクの伝達があります。自動車エンジンの
クランク軸、船や飛行機のプロペラ軸、タービンや電動機の歯車軸などがその
例です。このような回転軸ではエンジンの回転数変動、クランク軸の回転のむ
ら、歯車のかみ合い不良などの原因でトルク変動が生じ、回転軸のねじり振動
が現れる場合があります。

まずは１個の円板を持つロータを例にこのねじり振動を考えてみましょう。ね
じり剛性がKである弾性回転軸に１個の円板が取り付けられているとします。
円板の極慣性モーメントをJpとし、回転角をθとすると復元モーメントは-Kθ
となるため、この系の運動方程式は
.. ..
Jpθ ＋ Kθ = 0 （式－１） （ θ　はθの２回微分）

この式は１自由度系の直線の運動方程式と形が同じです。つまり、回転体の回
転運動に伴い、回転軸はねじり振動を起こすことになります。また固有角振動
数Pは

P=√K/Jp （式－２）

とねじり剛性と極慣性モーメントによって表されます。今回は、回転体の振動
も直線運動の振動と同じ形式で表現されることを理解してください。
　　　　　　　　　　[ 2006.07.27 from K.Taguchi ]

...　構造解析よもやま話 NO.142 ......................................................
●キーワード：　続　接触問題　(3)　線形コンタクト
会社の１階ロビーにかけてある「ある」絵にふと目がとまり心が揺り動かされ
た。絵に感動する経験をしたのは記憶にない。いい絵、好きな絵はあるものだ。
が、絵画が心にやすらぎを与えてくれるものだ。。とは思わなかった。　

さて、前回GAP要素でモデル化したモデルを、今回は線形コンタクト要素でモ
デル化して計算した。

線形コンタクト要素は静解析で用いることができる。　ソリッド要素の面およ
び板要素の面間で接触を考慮する。接触面で　節点の貫入を判定して、法線方
向で、貫入した場合は大きい剛性を、離れた場合は剛性を小さくして繰り返し
計算をおこないながら、力の平衡も考慮して、収束計算がおこなわれる。

興味のある方は、次を訪問してください。
　http://info1951.hp.infoseek.co.jp/ 　　　　　　　　
　　　　　　　　　　[ 2006.07.27 from K.M ]

...　ひろこの部屋　NO.93 ...............................................................
設計者の観点シリーズ●ボルト締結　その１
こんにちは、ひろこです。仕事において社内の先輩から物事を教わるのはもち
ろんですが、社外の先輩方に教えられたり助けられたりすることが度々ありま
す。そんな体験を皆さんにもお裾分けします。

先日構造解析のトレーニング講師を行っていたときのことです。講習では境界
条件による結果の差異について説明をしています。例えば、ボルト締結される
ブラケットモデルの場合、締結される平面全体を拘束する場合と、ボルト部分
のみ面分割して拘束する場合には変形形状が変わってくるということです。

ここで受講者からどの様に使い分ければ良いのかという素朴な疑問が持ち上が
りました。私は記憶の断片を繋げ四苦八苦しながら説明してみましたが、説得
力に欠けるものがありました。

ここからが本題ですが話が長くなるので、この時に上がったコメントは次回に
持ち越します。また折角なので皆さんからもご意見を頂戴したいと思います。
後輩からこの様な質問をされたらどの様に回答しますか。（by 人に頼るちゃ
っかり者より）

☆ひろこのブログ☆　気まぐれで更新中！
[Hiroko's Room] http://blogs.yahoo.co.jp/horiu419
　　　　　　　　　　[ 2006.07.27 from H.Horiuchi ]

...　シグマの話　NO.20 ...............................................................
●シックスシグマの品質
こんにちは。行武です。もう3ヶ月前の話ですが、時事通信のニュースを見て
いると、以下のような記事が載っていました。

ある郵便局で、本来は「4・18」と印字すべきだったところを「18」の文字板
が上下逆さまになり、「4・81」に見えるように印字され、そして誤植のあっ
た約1500通は配送に出してしまった、とのこと。

ところで、シックスシグマの品質レベルは約99.9997％です。このレベルを達
成していれば、品質の信頼性はとても高いといえると思います。ですが、シッ
クスシグマを達成したレベルでも、実は以下のようなことが起きえます。

・1時間に行方不明になる米国の第1種郵便物が11万7,000通
・1日に米国内で誤って処理される個人小切手が80万枚
・1カ月に世界中で出荷されるPCのうちの2万3,087台が不良品

　資料：「Statistical Abstract of the United States：
　　　　現代アメリカデータ総覧」(CIO Magazine 2004年5月号から引用)

この例は実際にそうなっているという数値ではなく、シックスシグマを達成し
たとしても、このくらいのミスが起きますよ、という例です。郵便物や小切手
のミスはいくら何でも多すぎで、現実では起きていないでしょう。

日付の印字をミスしたくらいでは、郵便物は行方不明にならないでしょうから
日本の郵便局はシックスシグマ以上の品質レベルを達成しているんだろうな、
と推測できます。

このことから、シックスシグマの品質レベルを達成したとしても、そこで終わ
りではない、と考えるべきなのがわかると思います。それが欠陥ゼロ運動の成
果でもシックスシグマの成果でも何でもいいのですが、継続した品質の維持、
改善は常に私達に求められている課題です。
　　　　 　　　　　　[ 2006.07.27 from S.Yukutake ]

...　SBD製品最前線 ........................................................................
●MSC.Nastran for Windows（MN4W）　リプレースメントプログラムについて
販売開始から10年になろうとするMN4Wの販売が突然中止されたのはこの２月で
すが、UGS社が　MN4Wユーザー向けに実質的に同機能の「FEMAP with NX Nastr
an」へのリプレースメントサービスの提供を開始し、弊社のユーザーの方もス
ムーズに移行が進んでいます。

このサービスの提供は弊社から直接購入されていないライセンスの方も、弊社
を通じて提供が可能なため、MSCから直接MN4Wを購入された方にも利用してい
ただいております。1次サポートは弊社でおこないます。

リプレースメントサービスは9月末までですが、それまでにご相談いただけれ
ば、個別に対応することも可能です。　また、現在保守切れでもサービスの適
用は可能です。

FwNXNは 従来MN4Wユーザーの方からも要望の強かった「面々接触」が　静解析
で利用できるため非常に好評を得ています。

ご検討される方は是非　貴社担当営業・sbdtech@kke.co.jp・TEL:03-5342-105
1　までご相談ください。

「FEMAP with NX Nastranデモ版」の提供もおこなっております。
サイトはこちらです。　→　　www.sbd.jp/nastran.htm　　（デモ版申し込み
もできます。）
　　　　　　　　　　[ 2006.07.27 from K.M ]

樹脂流動解析●MPIの機能　その２
前回に引き続きMoldflow Plastics Insightの機能についてご紹介していきた
いと思います。

MPIでメッシュを切る際には、どの手法で行うのかが重要になります。

■Midplane 中立面による解析
この解析手法は最も古い方法であり、今現在でも解析者が好む手法の１つと言
っていいものです。メリットとしては、事例や論文等参考になる物が多いこと
や、解析時間が比較的速いことなどがあげられます。デメリットとしてはやは
りこの中立面を作成するのが難しいことです。

■Fusion Moldflow社の特許テクノロジー
これはMPAと同じ手法であり、Moldflow社の樹脂流動解析のキーテクノロジー
の１つです。３次元CADのモデルの表面に有限要素法のメッシュをはり、金型
の上下面をシンクロして計算していく手法です。メリットとしては先に述べた
ように3次元CADデータをそのまま利用することができることデメリットは肉厚
の製品解析には向かないことです。

■3D　最新のソルバーで解析スピードが向上
厚肉製品の解析や、製品の流れをリアルに見る場合に使われるもので、テトラ
メッシュでモデルを切ります。

この業界はボクセルメッシュ等を使ったソフトがいくつかありますが、最新の
MPI Ver6.0からソルバーが向上したことにより解析時間が向上しています。メ
リットは重力や慣性を考慮して厚肉製品等を解析することができることデメリ
ットはやはり解析時間がそれなりにかかることでしょう。

これ以外にも様々な違いがありますが、まずは簡単にご説明いたしました。

　　　　 　　　　　　[ 2006.07.27 from S.Maeda ]

...　イベント情報 ........................................................................
●理経様主催●成功者を見習え!!　責任者向け3D-CAD 成功事例紹介セミナー
　　3D-CADで業務の効率化を考えている方必見です!
　　設計期間を７５％短縮することに成功したユーザー様に、ご苦労と、
　　そこで得たノウハウを講演していただきます。
　　　　　　　　￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣￣　　　
　　開催日時　：　2006年 8月 3日　(木)　PM　1:30～
　　開催場所　：　東京／新宿
　　　基調講演１：　成功するには、経営者から意識改革せよ
　　　基調講演２：　金型納期を75%縮める方法
　　※詳しい内容はこちらからhttp://www.rikei3d.jp/seminar/seminar.php?seid=26

●Femap with NX Nastranイノベーションセミナー●東京8/31名古屋9/6大阪9/12
http://www.sbd.jp/nastran.htm

●EFD.Lab操作体験セミナー●
東京8/9　http://www.sbd.jp/event/2006/efdho
大阪8/21、名古屋8/22http://www.sbd.jp/event/2006/efdlab1

●EFD/COSMOSFloWorks新製品発表会●東京9/15 大阪9/19 名古屋9/20
http://www.efd.jp/v7.htm

●設計者のための構造解析技術セミナー●名古屋9/27-28
http://www.sbd.jp/event/2005/kozo/index.htm

●CAEおやじの構造設計特訓講座●東京10/11・12・27
http://www.sbd.jp/event/2005/oyaji/oyaji1.htm

キヤノンシステムソリューションズ様主催●SolidWorks＋COSMOSWorks無料体験セミナー
東京・大阪各日程あり。http://www.canon-sol.co.jp/seminar/sw-seminar.html
　　　　　　　　　　[ 2006.07.27 from E.Kawamura ]

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●編集後記
7/31～8/4は会社の夏休みです！湿気を吸いまくりぺたんこになったお布団を
日光消毒したり、雨でお流れになっていたキャンプにも行きたい。支離滅裂で
自己嫌悪に陥った英訳の勉強もしたいけど、その前に日本語の方ををどうにか
せねば・・。あれこれ考えてるうちに終わってしまいそうな夏休みなのでした。
　　　　　　　　　　[ 2006.07.27 from E.Kawamura ]

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