設計者向けCAE/解析

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　 ┃S.B.D. MAIL MAGAZINE　　2009-11-12 [Vol.333]　┃
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先日、風力発電の風車見学に行って来ました。

もっと単純なものと考えていましたが、意外とハイテクで、また色々な苦労が有
ることを知りました。

まず、建設地を選定するためには１年間の風量測定が必要で、それをもって年間
の電力量を推定します。

また風下側に住宅地が有ると、回転音が気になるだけでなく、低周波で頭痛がす
るなど住民の反対が起きやすく、また夕方になると風車の影が住宅地に落ちるの
で日影の計算も必要になること。

羽根はただ風が吹いたらその勢いでただ回っているだけかと考えていましたが、
風速に応じて羽根（ブレード）の角度を変えて、回転を一定にしているのです。

また、羽根はファイバーで作られていて風を受けて風下側に変形するので、風車
タワーとブレードの間には距離を空けないといけないこと。

距離を開けたくない場合には、タワーの風下側に羽根をもっていくタイプもある
が、タワーで一部風が遮られて効率が落ちること。

タワーは分解して運べるが、羽根は分解できないので、特殊なトラックが必要に
なること、またそれを山の上まで運ぶのに林道をスイッチバックして上がるか、
ヘリコプターで吊って上げないと行けないとのこと。

まだまだ有って、書ききれませんが、環境に良かろうと思われている風力発電の、
その裏には色々な苦労が有ることがわかりました。

そして、採算性を聞いてみると、建設費に５億円近くかかるのに、電力の売り上
げは年間５０００万円程度で、１０年以上回さないと採算が取れません。さらに
設備の寿命は２０年で考えているそうで、途中のメンテナンスや部品の修理、管
理費用などを考えると、決して楽観出来そうもないと感じました。

安全を落とさず、少しでも効率を上げるためには、羽根の剛性を落とさないで重
量を落とす、変形後の羽根の形で最も回転効率が上がるような形状を選定したり、
ここにもＣＡＥの活用場所が有りそうです。

弊社では、前回大好評だった『SolidWorksユーザのための構造解析再入門セミナー』
を再度開催します。（１１月２４日、東京会場）

普段、皆さまのサポートにあたっているエンジニアが、ユーザからの質問や過ち
が最も多いところから順番に、実際の画面を見せながら説明していきます。

SolidWorksを使っていて、解析を始めようとしている方。
解析を始めたけどわからない事が多く、自信が持てないでいる方に最適です。

詳細はこちら→http://www.sbd.jp/news/solidworksretry.shtml

また、今回から初めて、SolidWorksのユーザ様のご指導をいただいて、実際の設
計課題を実機を使って解いていく『実践講座』も始めました。こちらも、是非と
もご利用ください。

実践編はこちら→http://www.sbd.jp/news/solidworks-practice.shtml

　　　　　　　 ［ 2009.11.12 from T.Sumiya ］

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　 技術彙報
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□【構造】SolidWorksSimulation 関連 Vol.7
■SolidWorksSimulation　熱応力解析

　こんにちは、SBD営業部の越川でございます。SolidWorks Simulation製品のサ
ポートを担当しております。今回は熱応力解析について記述します。

　前回紹介した熱伝導解析では変形を考慮しないので応力は計算できません。
熱応力解析をしたいのだが該当するスタディが見当たりませんというお問い合わ
せがあります。SolidWorksSimulationでは解析する際にスタディの種類を選びま
すが、熱応力解析という選択肢はありません。熱応力解析を実施する場合は静解
析を選択して実施します。

　熱応力解析は元になる温度分布で3種類に分けられます。1つ目は温度荷重で、
指定した領域に固定温度を与えます。2つ目は SolidWorksSimulationの熱伝導解
析結果を転送する方法です。3つ目は熱流体解析SolidWorksFlowSimulationの結
果を転送する方法です。いずれの場合も、ひずみゼロ時の参照温度を設定して、
温度分布との差分から材料の熱膨張係数に依存して発生する変位/ひずみ/ 応力
を計算します。

　難しいのは拘束条件の設定方法です。熱応力解析の場合、実際に拘束されてい
る条件を設定しただけでは拘束不足となる場合があります。この場合、モデルを
安定化させるためにソフトスプリングを使用するオプションがあります。結果に
影響を与えない程度の弱いばねでモデル全体を支える拘束を追加して計算しま
す。実際の製品でも、熱応力を軽減するために、ガチガチの固定拘束ではなく、
バネ等による余裕のある拘束が使用されていることもあるようです。

　次回は、非線形解析のうちの材料非線形について記述します。

【予告】材料非線形

　　　　　　 　 [ 2009.11.12 from K.Koshikawa ]

□【熱流体】FloTHERMだいすきクラブ Vol.44
■直列2重ファンのPQ特性

次のような理由から、このようなファンを使用することが多くなっています。
小さな空間で大きな風量を確保する。
一方が故障しても、もう一方で冷却性能を確保して（冗長性）、信頼性を高める。

単純に考えると、1つのファンのPQ特性のPを2倍にすればよいのですが、
実際には、それよりも性能が低くなりますので要注意です。
要因は、ファンとファンの間の気流の乱れにあるようです。

現状では、実製品でPQ特性を計測する必要があります。

今後の研究によって、2重ファンの特性を推定する方法が確立されることを
期待します。

　　　　　　　 [ 2009.11.12 from Y.Iijima ]

□【樹脂流動】樹脂猫の手も借りたい Vol.75
■そんな解析できるんですか？●構造解析連成

今日は東京でAutodesk University Japan 2009が開催されました。
今、会場でこの原稿を書いています。
昨年までは、２年に一回東京でiMUGというユーザー会が開催されていました。
今年からはオートデスクのユーザー会Autodesk UniversityにMoldflowのセッ
ションが追加されセミナーとハンズオンが同時開催されました。
詳しい報告は来週から行います。

では本題だニャン。Λ Λ
　　　　　　　 (＝^-^＝)

先週から始めた連載ですが、今まで構造解析の連成をあまりご紹介していなか
ったからか反響が大きくちょっと驚いてしました。
これから数回に分けて説明していきます。

■構造解析ソフトへ
おそらく世の中にある樹脂流動解析ソフトで「構造解析と連成できる」＝ファ
イル出力を指していると思います。Moldflowは先週お話したように対応してい
る構造解析ソフトにデータを出力することができます。
では、どのようなデータが出力できるのでしょうか？

・要素データ
当たり前の話ですが、要素データ（Insightと同じモデル形状）、座標、要素
番号が書き出されます。

・材料物性値
異方性機械物性値を各要素毎に出力します。

・初期応力値
メッシュの種類や解析ソフトによって残留応力や初期応力値（NASTRANは初期
歪み値）が出力されます。

次回は実際に出力を行って　の巻

　　　　　　　 [ 2009.11.12 from S.Maeda ]

+++　マイダスで構造解析はじめました Vol. 33 ++++++++++++++++++++++++++
■miads NFX 2009新バージョンの機能紹介　その3

midas NFX 2009の便利な機能についてご紹介させて頂きます。

ソルバー接触機能を皆さんご存知でしょうか？
ソルバー接触は接触ペアを定義しなくても、メッシュセットと判定距離を指定
するだけで演算中に接触ペアを検出して接触判断する機能です。
接触ペアを定義するよりも若干、演算時間はかかりますが次のようなメリット
があります。
例えば、シェルの接触問題では接触面を考慮してシェルの表裏を定義する必要
があります。ソルバー接触を利用すればシェルの表裏を考慮する必要はなく、
シェルの両面（表と裏面）で接触認識してくれます。
もちろん板厚を考慮した接触も認識可能です。
ぜひ、ソルバー接触機能を利用してみてください。

　　　　　　　 [ 2009.11.12 from N.Oguma ]

+++ ハードの掟　Vol.8 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
■新連載●ハードウェアとCAE

ハードウェアとCAE●CPU その１

我が家にもついにSSDが来ました。
Windows 7の登場によって、低価格で高速なものが出回り始めているようです。
今度の連休にOSの入れ替えをしてみるので、次回にご報告できると思います。

さて、先週から連載が始まった「ハードウェアとCAE」ですが、最初にやはりCPU
から取り上げていこうと思います。

CAEソフトを検討するときに、解析の機能や精度を気にされる方は多いと思いま
すがそれを動かすパソコンをどのようにするか、悩んだことはありませんか？
これはCAE業界に限ったことではないのですが、カタログやWebで公開されている
対応CPUを見るとPentium4以上とか書かれているだけで、かなり簡単です。
結局、普段パソコンを購入している業者さんに相談するとか、メーカーに問い合
わせるのではないでしょうか？
最近、サポートでお客様のところに行ってみると、Pentium4のPCを使っている
ところがまだまだあり、メモリも1G以下なんてところもめずらしくありません。

現在のCPUはIntel系とAMD系の２大勢力で占められており、皆さんのPCもどちら
かだと思います。
ちょっと整理しますと

・Intel系
Pentium4,PentiumD,Core 2 Duo,Core 2 Quad
Core i5 Core i7そしてXeonが多くつかわれているでしょう。
これ以外に廉価版のCeleronなどがあります。

・AMD系
Athlon,Duron,PhenomX2,PhenomX3,PhenomX4,Opteron
こちらも廉価版のSempronやTurionなどがあります。

次回は、CPUの選択に注意する点をご紹介していきます。

　　　　　　　　　 [ 2009.11.12 from Mr.M ]

+++ 品質とリスクをマネジメントする　Vol.25 +++++++++++++++++++++++++++
■再発防止と未然防止

最近事故や不具合の「未然防止」というキーワードを、耳にする機会が増えて
きたのではないでしょうか？
IEC61508を始め複数の国際規格でこの「未然防止」が求められてきています。
今回は「再発防止」と「未然防止」に触れてみたいと思います。

「再発防止」と「未然防止」は、一見言葉は似ていますが、事故の防止という
アプローチとしては全く異なるようです。
不具合や事故リスクの塊を氷山に例えてみましょう。
水面上の氷山は、既に露見した不具合や事故に例えることができます。
一方水面下の氷山は、まだ製品に潜在する不具合や事故のリスクに例えること
ができます。
「再発防止」は、まさに水面上に出た氷山への対応といえます。
もちろんその対策を実施すれば、水面上の氷山は小さくなると同時に、水面下
の氷山も顔を出すことになり、いずれか氷山全体を消滅に近づけるでしょう。
でも、水面下の氷山に大きな事故リスクが隠れていたとしたら・・・　とても
恐ろしいですね。

一方「未然防止」は、最初からこの水面下の氷山に隠れている不具合や事故リ
スクを洗い出し、それを定量的に評価して、予めリスクの高いものを優先的に
フェイルセーフに対応しておこうというものです。
こうしておけば、リスクが現実のものとなっても安心ですね。

でも、なかなか「未然防止」のためのリスク洗い出しは難しく時間がかかり、
如何に過去の知見を駆使するかがカギになります。DYADEM製品にもそんな労力
を軽減する機能が入っています。
また蛇足ですが、もちろん「再発防止」も「未然防止」も両方とも重要には間
違いありません。

『DYADEM製品紹介サイト』～未然防止リスクマネジメントに！～
http://www.kke.co.jp/dyadem/

　　　　　　　 [ 2009.11.12 from H.Miyamoto ]

+++ ユーザーフレンドパーク　Vol.74 +++++++++++++++++++++++++++++++++++
■描く人と作る人

みなさん、こんにちは。
明日は「SBD熱流体ソリューションカンファレンス2009」ですね。

関東にお住まいの方はちょっと行き先が違うだけかもしれませんが、
東京まで２時間かかる私には特別な思い入れがあります。。
（本当は時間よりもお金のほうが大きいですが。）
明日の会場は秋葉原なんですね。
ＰＣ好きの私にとっては寄り道したいところがたくさんあります。
最近の秋葉原は（電気街として）つまらなくなってきたと聞きますが
名古屋の大須よりはまだがんばっているように思います。

相変わらず解析の需要は多いのですが、最近はインプットするデータに
あやしいものが増えてきたように感じます。
インプットするデータとして主に消費電力、熱物性値、形状があります。
以前に形状は自分で設計していればわかるでしょうが・・・と書いた記憶が
ありますが、最近はこれも少々疑い始めました。
私のところにみえるお客さんは比較的SolidWorksを使っている人が多いのですが
SolidWorksは（そしておそらく他のCADも）製作不可能なものも描けてしまいます。
CADを描いた人と製作する人は別人あるいは別会社であることが多いと思うので
データを受け取った人は勝手な解釈で変えて、設計者はそれを知らない
ということがあるようです。

車雑誌で発売前に新車のイラストが描かれていることがよくありますが
造詣不可能な形状で実際に発売されると何かイラストとイメージが違うという
経験があると思います。それ以上に異なっていることもよくあるようです。
外部形状であれば目立つのでわかりやすいのですが、中は開けないと
見えないので気づかないこともあります。（気づくと思うのですが・・・愚痴）

なぜ、こういうことになるのか、理由はだいたい想像できると思いますが、
忙しい日々を送っているとうっかりしてしまうことがありますので
気をつけてくださいね。自分も反省するところ多々あります。

ここのところ送ってもらったデータと実物があまりに違うということが
重なったので愚痴になってしまいました。

ではまた来週。

　　　　　　　 [ 2009.11.12 from Kajita ]

+++ ユーザーフレンドパーク　番外編 +++++++++++++++++++++++++++++++++++
■設計者CAEパーフェクトセミナーのご紹介

こんにちワン！　光洋サーモシステムの藤山です。
いよいよ明日、SBD熱流体ソリューションカンファレンスの開催ですね。
午後のトップバッターで講演させていただきますが、今回は事例満載の40分に
なっております。
そのため、費用対効果や普及活動に関するお話の時間が少なくなっちゃいました。

そこで、耳より情報ですっ！
今回お話できない部分、
①CAEの成果、費用対効果をどう報告しているか、
②社内での推進・展開や教育をどうしているか、
などの話を中心にした内容で、来週名古屋で講演させていただくことになりましたー。
もちろん解析事例も一緒に。

『設計者CAEパーフェクトセミナー』と題して、11月18日　KKE様名古屋支所にて。
http://www.sbd.jp/news/caeperfectseminar.shtml

社内での普及にお悩みの方、CAEの成果をどう評価したらいいのかお悩みの方、
社内教育の体制や進め方でお悩みの方、なにかヒントを見つけることが出来るかも？！
定員残りわずかだそうです。ぜひっ お早めに！

　　　　　　　 [ 2009.11.12 from N.Fujiyama ]

+++　イベント情報 +++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++
●SolidWorksユーザーのための構造解析再入門●東京 11/24(火)
構造解析のソフトウェア（FEM）の操作性が向上し、簡単なトレーニングや自習
で使えるようになりましたが、本当に設計に役立っていますか？
大好評の技術セミナー、第3回開催が決定しました！お早目のお申し込みを！
http://www.sbd.jp/news/solidworksretry.shtml

有料●設計者のための構造解析技術セミナー●東京 12月16日（水）
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(16日)
http://www.sbd.jp/news/ws-femkozo.shtml

●FMEA-Pro紹介体験セミナー●東京 11/20, 大阪 12/4
DYADEM社の品質リスクマネジメント製品は全世界の2000社以上に採用。
未然防止リスクマネジメントに有用なFMEA-Proを紹介、体験もできます。
http://www.kke.co.jp/dyadem/seminar.html

●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

●医療機関向け分析＆改善セミナー●東京 11/27
シックスシグマなど業務改善・効率化のコンセプトとして、データ第一主義
が挙げられます。この手法を会得することにより、製造、研究のみならず、
業務・営業部門も、定性的にしか捉えられないと思っていた問題を定量的に
判断できます。本セミナーでは、Minitabなどの統計分析ツールを利用して
オペレーションを単純化し、データ解釈を簡素化した事例を紹介します。
http://www2.kke.co.jp/minitab/seminar091127.html

　　　　　　　 [ 2009.11.12 from R.Kamachi ]

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●編集後記
「∞プチプチ」が流行ったのはもう2年前ですが、12月には第５弾となる、
「∞ところてん」というのが出るそうです。ところてんを押し出すあの快感
が何回も！...しかしながら本当のところてんを押し出したことはありませんが。

　　　　　　　 [ 2009.11.12 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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