設計者向けCAE/解析

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　 ┃S.B.D. MAIL MAGAZINE　　2009-08-27 [Vol.322]　┃
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皆さん、こんにちは。

今日は久々に、はじめから「ＣＡＥ」の話をします。

実は、９月１１日（金）に久々にＳＢＤの利用技術研究会を開催しますが、昨日、
その基調講演を引き受けてくれた東京大学の梅谷さんとお会いし、元気を与えて
貰いました。

梅谷さんは東京大学の新領域創成科の博士課程で、インターラクティブに使える
ＣＡＥを研究しています。

きっかけは、若い時に鳥人間コンテストに参加され、アルバイトで稼いで作った
飛行機部材を壊してしまったのだそうです。

飛行機の翼はカーボンで作られ高価なので、何度も買い直すわけにはいかないの
で、壊れても買い直す必要のない「ＣＡＥ」に魅力を感じたそうです。

梅谷さんが研究で作成した「インターラクティブＣＡＥ」を見せていただいたの
ですが、従来のＣＡＥには無かった「可能性」を感じました。

通常、コンピューターで最適形状を見つけ出すには、人間が試行錯誤をするのに
代わって、コンピューターが何度も寸法を変えて繰り返し計算をします。

しかし、梅谷さんのシステムは、ユーザがマウスで形状を掴んで形を変えると、
即座に応力度や変形が見れますので、最適形状が分かるだけでなく、形状と応力
度や変形の関係がリアルタイムに頭に入ってきます。

そして、これが応力度や変形だけでなく、形状を変えると空気や水の流れや圧力
がどう変わるか、部品や建物の振動特性がどう変わるか、部屋の中にステレオを
置いた場合の音の伝わり方がどう変わるか、どれもリアルタイムにわかります。

これまでのＣＡＥに、満足できないでいた方、設計へのＣＡＥの利用に限界を感
じていた方には、是非お見せしたいシステムです。

そこで、９月１１日（金）に東京の弊社（中野区）で開催する、「第１６回ＳＢ
Ｄ利用技術研究会」で全てをお見せいただけることになりました。

何か新しい可能性を感じて、元気を出して帰っていただけること間違いなしです。

是非ともお越しください、お申込みはこちらです。
http://www.sbd.jp/lab/meeting/16th.htm

　　　　　　　 ［ 2009.08.27 from T.Sumiya ］

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　 技術彙報
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□【構造】金属材料と構造解析 Vol.8
■材料非線形

こんにちは、M.M.です。今週は構造解析においてよく言われる『非線形性』
について話したいと思います。
ちなみに、あくまで初心者の方を対象に書いていますので、今更何を...、
という方は読み飛ばしてください。

一般に非線形といってもいつくか種類があります。
(1)材料非線形
(2)幾何学的非線形
(3)境界非線形

まず一番分かりやすいのが、(1)です。
T.N.が紹介したように金属は材料の降伏応力を超えるような大きな力を受
けると塑性変形を始めます。
応力とひずみの関係を思い浮かべてみると、弾性領域ではほぼ直線関係で
あったものが、塑性領域に入るとその関係が崩れてきてだんだんその傾き
が小さくなってきます。
つまり応力とひずみの関係が比例関係ではないので、非線形だといわれます。

SolidWorksユーザの多くは製品設計者だと思いますが、製品設計の場合、降
伏応力を超えてしまったらその時点で製品が壊れたということになりますの
で、この材料非線形を気にする方はあまりいないと思います。

しかし、どのような部品であれ、ある素材を「加工＝塑性変形」して作られ
ていますので、加工を担当している方にとってはこの材料非線形は非常に重
要になってきます。

プレス成形解析を初めとする塑性加工の解析などはその際たるものでしょうか。
その他にも自動車の衝突解析やゴムの変形解析、粘弾性やクリープなどもこ
の材料非線形考慮しないと解けない問題です。

次回は(2)と(3)についてお話したいと思います。

　　　　　　　 [ 2009.08.27 from M.M. ]

□【熱流体】FloTHERMだいすきクラブ Vol.33
■「FloMCAD.Bridge」の'Voxelization'

Voxelization。辞書には無いようで、従って造語のようです。
ボクセル(voxel)化（*1）、ということですね。

FloTHERMは、直交メッシュのみの大変シンプルな手法を採用しています。
それが魅力の一つですが、それ故、曲面の表現は苦手です。
そこで、FloMCAD.Bridgeの登場となります。

曲面のある3次元CADデータをインポートして、ボクセル化します。
解像度を設定して、後は自動処理です。
FloTHERM本体には、メッシュ作成という計算プロセスは存在しませんが、
ボクセル化がそれに相当します。

*1　voxel：ボクセル。
立体を三次元の格子点上の小さな立方体の集合で表す際の最小単位。
2次元でのピクセルに相当。／「英辞郎」より

　　　　　　　 [ 2009.08.27 from Y.Iijima ]

□【樹脂流動】樹脂猫の手も借りたい Vol.64
■新連載●Autodesk Moldflow R2 その3

最近のTVコマーシャル「まねきねこダック」が気になる今日この頃ですが（笑）
HomePageに行ってみると、この歌のフルバージョン楽譜があったり、壁紙があっ
たりなかなかおもしろいですね。

では本題だニャン。Λ Λ
　　　　　　　 (＝^-^＝)

Autodesk Moldflow Insightですが、気になったのはメッシュの機能です。
今までは「IGESマージ許容値」があったのですが、R2からは「マッチメッシュ」
というスイッチに変わりました。
また、NURBSオプションが整理・強化されました。
当然ながら、メッシュを切る時間も短縮され、かなり速くなった感じがします。

更に、3Dメッシュも改善され、コアシフトの整合性や流動挙動がよくなりました。

次回もR2の新機能を中心にご紹介していきます。

■おしらせ
はやくもこのR2のSP1が登場！
　　　　　　　 [ 2009.08.27 from S.Maeda ]

+++　マイダスで構造解析はじめました Vol. 22 ++++++++++++++++++++++++
■新バージョン間もなくリリース！

皆さん、こんにちは SBDの小熊です。
midas NFXの新バージョン 2009R1が間もなくリリースされます。
今までのv1.3というバージョン名から西暦に名称が変更されています。
それだけ開発の意気込みが入っている証だと思います。

今回のバージョンアップでは様々な機能強化があります。
CADモデルに連携したパラメトリックスタディやマップドメッシュの強化、
ポスト表示の処理改善など約20項目の改善を予定しています。
ユーザーの皆様から寄せられたご要望にできる限り反映された製品になって
いると思います。
近々、開発元のページにてリリースノートが公開されますので、ご期待く
ださい。
http://www.midasnfx.jp/support/

　　　　　　　 [ 2009.08.27 from N.Oguma ]

+++ 統計のあれこれ　Vol.34 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
■世界最速の男は歴史を超越したか

こんにちは、行武です。もはや旧聞に属したといいますか、語り尽くされてし
まったといいますか、それでも言いたいのですが、世界陸上でのボルトは速か
ったですねぇ。100mを9秒58、まさに一気に駆け抜けました。

駆け抜けたといえば、彼はどうやら歴史も一気に駆け抜けたようです。

8月17日に配信された産経新聞によると、世界記録の変遷などを集計して「205
0年までに9秒55」になると、ある専門家が予測していました。バイオメカニク
スを専門とする早稲田大学人間科学部の鈴木秀次教授です。

鈴木教授は世界記録更新の条件として、（1）瞬発力が高い速筋の割合が多い
（2）小柄な体格（3）動物的本能で無心で走る、の三点を挙げていました。

「2050年までに9秒55」と予測を立てたのも色々理由があるそうですが、ボル
トの驚異的な速さについては「あの朗らかで物怖じしない性格が動物的な集中
力を高めているのでは」と話しています。

鈴木教授の説が信頼性のあるものだったとすると、ボルトは40年もの時間を越
えて、世界記録を更新したことになります。

一方で、人類の限界について、様々な説があります。「9秒3：筑波大の阿江通
良教授」、「9秒25：明海大の岡野進教授」、「9秒48：スタンフォード大のマ
ーク・デニー教授」などで、どれも記録の伸びを統計的に加味して算出した結
果だそうです。

今後は、ボルトの記録を参考にして修正されるかもしれませんね。統計処理す
るとすれば、今回の記録により大きな重みが付けられることでしょう。

いずれにしましても、過去のデータや統計的な計算というのは、あくまでも参
考値であって、ときに人類は、自らの人知や想像を超えて記録を生み出し、そ
れが予想外であればあるほど、人々の心を揺り動かすのだということを各局の
報道で垣間見た気がします。

そんな中、『ボルト 時速44.6キロ』という見出しは、味気ないというか蛇足
というか、「なるほど、安全運転だな」という感想を持ちました。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 [ 2009.8.27 from S.Yukutake ]

+++ ハードの掟　Vol.2 ++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
新連載●Windows 7 その１

夏休み中に自宅のネット回線を160Mにしました。
ダウンロードのスピードが高速になり、Webの動画なども快適に再生できます。

さて、８月からWindows 7の動作検証を始めています。
Windows 7は10月22日から発売が開始されることはWebや雑誌で紹介されてい
ますので皆さんご存じと思います。
構成は
・Starter
・Home Premium
・Professional
・Ultimate
です。
ただし、Starterはネットブックなどに採用されるため、基本的にはそれ以外
の３種類の中から選択することになると思います。

CADやCAEソフトはHomeシリーズには対応しないものが多いので、おそらく
Home Premiumは対称外になるのではないでしょうか？
VISTAやXPからのアップグレードはメーカーやお使いの種類によって異なりま
すので、今のうちに確認しておいた方がいいと思います。

　　　　　　　　　　[ 2009.8.27 from Mr.M ]

+++ 品質とリスクをマネジメントする　Vol.14 +++++++++++++++++++++++++
■コミュニケーション・ハザード

「部品製作などを下請け企業に発注する際に、間に商社が入るとリスクが大き
くなる・・・」
これは筆者が主催する『中部ものづくりIT研究会』で参加企業の技術者から出
たお話です。

商社が入ることの是非論ではなく、お互いの顔が見えないことによるコミュニ
ケーション不足からくる不安感を示唆しているのだと思います。
発注側からすれば、相手の技術的な限界や信頼度を推し量ることができないた
め、要求レベルを決められない。
下請側からすれば、図面に記載されている部品がどの部分でどのように使われ
るかがわからないから、依頼主を満足させるための基準がわからない。

結果的に満足度の問題では済まない、すなわち製品不具合に発展する可能性が
「そこにある」ということです。
このような問題は企業間はもとより、部門間の意思疎通の問題など、みなさま
の身近なところにもあるのではないでしょうか。
ものづくりにおいては、そんなところにハザード（危険源）が存在するのだと
思います。

「取り合い箇所（他社との接続部分）には最大限の注意を払え！」
筆者が設計者として駆け出しのころ、先輩に口酸っぱく教えられた言葉を思い
出しました。

『DYADEM製品紹介サイト』→http://www.kke.co.jp/dyadem/index.html

　　　　　　　 [ 2009.08.27 from S.Takahira ]

+++ ユーザーフレンドパーク　Vol.63 +++++++++++++++++++++++++++++++++
■わからないこと：その７

みなさん、こんにちは。若干ですが涼しくなってきましたね。
私は夏かぜをひいてしまいました。
今、熱を測ったら３７度６分でした。人間の体温は１度高いだけでもかなりつ
らいですね。
解析と測定の差が１度ぐらいのときはピッタリ合っていると思ってしまいます
が、なんて人間の身体は精巧につくられているんでしょう。
夏かぜのため、しばらく職場に行っておらず（もともと外出が多くあまり行きま
せんが）、問い合わせメールがたまっており、少々心苦しい日々を送っています。

さて、前回の続きで吸気ファンと排気ファンが同時に存在したらどうなるか
という問題です。
吸気ファンによって筐体内は正圧になり、排気ファンによって筐体内は負圧に
なります。そして、矛盾して収束しない。
（ほとんどのCFDソフトでは発散しますが、EFDはぎりぎり発散しないようです）
実際の製品で両方のファンが存在するものをよく見ますがどうなっているか？
たいていの製品では、いろいろなところに隙間が開いているんですよね。

意図してあけた隙間ではなく、加工精度の問題やら組み立ての都合でどうしても
隙間が必要だったりして。
これらの隙間のためにどこかでバランスがとれているようです。
自作プログラムで計算をしたいなら（あまりいないでしょうが）、
最初どこかに穴をあけておき、徐々に穴を小さくしていくと収束するようです。
ただし、なかなか収束しないような構造はもともと好ましくありませんので
「収束しない！」と悩む前に、最初から考え直したほうがいいと思います。

　　　　　　　 [ 2009.08.27 from Kajita ]

+++　イベント情報 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
★SBD利用技術研究会★東京 9月11日(金) 10:00～
約1年ぶりの東京での開催！今回は特別に午前中は共通セッションとして、
東京大学の梅谷様にリアルタイム解析の研究成果を発表していただきます。
解析種類は「構造」「機構」「熱流体」「振動」「音場」と広範囲！！
現場の皆さんの声も取り入れていけるような熱い議論を繰り広げましょう！
また、いつものように午後は悩みが解決するかもしれない分科会もあります。
http://www.sbd.jp/lab/meeting/16th.htm

●やさしい熱流体解析入門セミナー●大阪 9/4
目に見えない気体や液体の「流れ」や「熱」を「見える化」して検討！
熱流体解析とは？どんなことができるの？素朴な疑問をやさしくご説明！
http://www.sbd.jp/news/easy_cfd.shtml

●やさしい構造解析入門セミナー●大阪 9/3
構造解析とは？どんなことができるの？素朴な疑問をやさしくご説明！
失敗しない解析導入のポイント、CAE導入成功の秘訣もご紹介。
http://www.sbd.jp/news/easy_midas_seminar.shtml

有料●設計者のための構造解析技術セミナー●名古屋9月9日（水）10日（木）
有限要素法による構造解析の基礎を学びたい方のためのベーシック編( 9日)
非線形、衝撃、疲労解析の基礎を学びたい方のためのアドバンスト編(10日)
http://www.sbd.jp/news/ws-femkozo.shtml

●midasNFX無料体験セミナー●東京・大阪・名古屋で毎月開催中！
http://www.sbd.jp/news/ws-midasnfx.shtml

●熱流体解析ツールFloEFD 無料体験●東京・大阪・名古屋で毎月開催中！
http://www.sbd.jp/news/ws-floefd.shtml

●設計者CAEハンズオンセミナー●東京・大阪・名古屋で毎月開催中！
http://www.sbd.jp/news/ws-solidworkssimulation.shtml

●設計者CAE 個別活用相談会●東京・名古屋で毎月開催中！
http://www.sbd.jp/news/ws-caeadvice.shtml

●統計解析ソフトMinitab紹介セミナー●東京で毎月開催中！
http://www2.kke.co.jp/minitab/seminar_intro.html

予告●SBD熱流体ユーザーカンファレンス2009●東京 11/13(金)
昨年大盛況だったユーザー会が今年は秋葉原で開催が決定しました！
講演や事例発表も盛りだくさんですが、現段階では交渉中です。
事前の申し込みも受け付けておりますので、詳しくはこちらを↓
http://www.sbd.jp/news/sbdflowuser2009.shtml

　　　　　　　 [ 2009.08.27 from R.Kamachi ]

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●編集後記
ボルトというと、陸上よりもディズニーの映画を思い出してしまいます。
ハチ公物語のリメイクも出てるし、愛犬家の私は癒されてます。
HACHIは見てませんがリチャードギアの「HA-CHI-」は完璧に発音できます！

　　　　　　　 [ 2009.08.27 from R.Kamachi ]

＜SBDプロダクト＞
○midasNFX -------------------------------------構造解析
○SolidWorks（Flow）Simulation -----------------構造（熱流体）解析
○Femap with NX Nastran ------------------------構造解析
○ANSYS DesignSpace-----------------------------構造解析
○FloEFD ---------------------------------------熱流体解析
○FloTHERM -------------------------------------電子機器専用熱流体解析
○Autodesk Moldflow ----------------------------プラスチック充填解析
○Minitab --------------------------------------統計解析

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