Creo Simulation Live が解析担当者のお気に入りである理由

執筆者: Dave Martin
  • 2/20/2020
  • 読み込み時間 : 3 分。
Man conducting a simulation study.

私は、Martin Marietta 社(後の Lockheed Martin 社)の構造解析担当者として設計業務のキャリアをスタートさせました。当時のチームとワークフローはサイロ化していました。設計者、解析担当者、製造エンジニアは別々のエリアで業務を行っていました。モデルはあるグループから別のグループへと直線的に引き渡されていたため、通常、複数サイクルの設計定義が一巡して、最後には設計チームに戻されていました。

ある程度の経験を積み、設計を受け取るようになってすぐに分かったのは、解析を実行しなければモデルは運用環境の要件を満たすことができない、ということでした。そして、以下のような問題がよく発生していました。

  • エンジニアが荷重経路を考慮して構成部品を設計しなかった、または荷重経路の材料を削除して部品を軽量化した。

  • 内角のコーナーにフィレットがない、または適切なサイズのフィレットがないため、応力集中部分を削減できない。

  • 穴の位置が端に近すぎるため、端までの距離と直径の比率が不十分になっている。

  • 細い円柱によってつられた重量を適用した結果不安定となり、部品に必要な剛性が得られていない。

  • 類似していない材料から作られた部品が一緒に固定されてしまい、温度差によって不均等に膨張または収縮して大きな応力がかかる。

モデルの作成者には必ずしも明確ではない、構造設計上のよくあるミスが多数あります。

しかし、いったん設計を受け取ったら、それに対して有限要素解析 (FEA) を実行せざるを得ませんでした。カラーの等高線図、応力値、安全率の計算がない状態でそれを設計チームに戻すことはできませんでした。

これにより、多くの時間が無駄になりました。以下のような手順を踏まなければなりませんでした。

  1. モデルのフィーチャーを除去してジオメトリを簡略化する。
  2. ばね、質量要素、剛体リンクなどのモデル化を適用する(解析をサーバー上で実行したため、モデル内のノードの数に厳しい制限があった)。
  3. モデルをメッシュする。
  4. 荷重ケースと境界条件を定義する。
  5. 解析を設定して実行する。
  6. 結果を後処理する。

こうした手順には時間がかかり、ストレスがたまりました。特に、モデルが失敗することが分かっている場合はなおさらでした。

Creo Simulation Live なら、このような問題を緩和できます。なぜなら、エンジニアがモデリングと並行してリアルタイムで解析を実行できる設計アシスタントを利用できるためです。前述したよくある問題すべてが、解析担当者が関与する前に検出され、解決されます。

設計アシスタントを利用することで、製品開発プロセスに以下のようなメリットがもたらされました。

解析の迅速化。Creo Simulation Live は本質的に、前述したプロセスの最初の 3 つの手順を排除します。お使いのグラフィックス処理装置 (GPU) の計算能力を利用するため、モデルのフィーチャーの除去やモデル化の適用の必要性を削減します。Creo Simulation Live のバックグラウンドで実行される ANSYS エンジンが、メッシュを自動実行します。これにより、モデルの最適化と設計に同時に取り組むことができます。

設計時の繰り返し作業およびループの減少。設計とシミュレーションを同時に実行することで、エンジニアは荷重経路や応力集中部分などのよくある問題を早期段階で解決できます。設計を解析担当者に引き渡して正式な確認を行ってもらう前に、問題を視覚化してそれらに対処できます。

構造および熱解析の担当者が大きな問題に注力可能。設計エンジニアが自分の構成部品モデルは環境に耐え得ることを確信できれば、専門の解析担当者は時間を最大限有効に使うことができます。設計者がすでに構成部品レベル、さらにその下のサブアセンブリレベルの解析を実行しているのであれば、解析担当者は主要なサブシステムと製品の検証と最適化に集中できます。

解析担当者は、自分がデスクに到着する前に問題を解決してくれるようなツールを気に入るものです。ほとんどの人が、職務において自分の価値を発揮したいと考え、またチームメイトがそうすることを邪魔したくないと考えています。プロセスの早期段階で設計とシミュレーションを組み合わせることで、繰り返し作業を排除し、解析担当者が本来の職務である大きな問題の解決に集中できるようになるため、チームのスピードアップが実現します。

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執筆者について

Dave Martin

デイブ・マーティン氏は、Creo、Windchill、Mathcad の元インストラクター兼コンサルタントです。PTC 退社後は Amazon 社の Creo スペシャリストとなり、Amazon Prime Air の機械工学エンジニア、Creo 管理者、Windchill 管理者を務めました。MIT から機械工学の学位を取得しており、現在は Blue Origin 社の航空電子技術者として働いています。

マーティンは書籍『Design Intent in Creo Parametric』と『Top Down Design in Creo Parametric』の著者です。どちらも www.amazon.com で購入できます。マーティンの連絡先は dmartin@creowindchill.com です。

Creo Simulation Live が解析担当者のお気に入りである理由
Creo Simulation Live を利用するエンジニアは、解析担当者が関与する前の段階で、よくある問題を検出して解決します。このリアルタイムシミュレーションツールを使うと、解析をスピードアップし、設計の繰り返し作業を削減し、より大きな問題に集中できます。