機能

FEA ソフトウェアと CAD の統合

有限要素解析(FEA)ソフトウェア Autodesk® Nastran® In-CAD には Autodesk Nastran ソルバーが搭載されており、互換性のあるソフトウェアを統合して現実の物体の動作をシミュレートすることができます。設計上の課題を製造を開始する前に解決できます。

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    高度な解析

  • 周波数応答

    周波数依存荷重に基づいて、構造調和応答を評価できます。変位、速度、加速度、応力、ひずみを計算できます。また、加振周波数の範囲全体に指定された荷重に対して構造がどのように応答するかを評価できます。

  • 衝撃解析

    Autodesk Nastran In-CAD では Autodesk Nastran ソルバーを使って、さらに正確で高速な非線形定常解析を行えます。大変形、スライド接触、非線形材料など、すべてのタイプの非線形性を同時に含めることができます。 

  • 固有値解析

    振動の影響によるオペレータの疲労や、構造物にかかる疲労などの潜在的な問題を評価できます。こうした疲労は発電機や回転装置など、振動するプラットフォームに据え付けられたあらゆるもので発生する構造荷重によって引き起こされます。動的な荷重の影響下にある構造の固有値、すなわち固有振動数を確認します。固有値解析を使って再設計を行ったり荷重の向きを変更することにより、揺れや振動の影響を軽減することができます。

  • プリストレス固有値解析

    標準的な固有値解析では荷重の適用を考慮できません。Autodesk Nastran In-CAD には、複雑な荷重が存在する場合にも真の剛性を考慮できる特別なツールが備わっています。ギターやピアノの弦と同様、張力レベルが増加すると動作上の剛性に影響を及ぼし、構造物の固有振動数が劇的に増加します。含まれるツールには、スピン シャフトや圧力容器があります。

  • ランダム振動疲労解析

    航空機や宇宙船の構造、あるいは工業用設備など、その運用がパワー スペクトル密度の入力によって特徴付けられる製品の長期的な構造安定性に対する洞察を得ることができます。道路の荷重または流体によって引き起こされる振動を受ける構造物は、周波数や振幅によって単純に定量的に表すことのできない動的なエネルギーを受けます。 代表的な期間にわたる荷重により、一貫性と予測性を示すことができます。

  • 非線形静解析と非線形過渡応答解析

    非定常、あるいは時間変化するイベントのすべての非線形性を考慮し、共振や応力の増加を引き起こす動的な荷重や衝撃に対し、動的な応答をよりよく検討できます。 

    連動設備と歯車、あるいは爆風分析などの解析モデル内で、材料の非線形性(材料の応力-ひずみデータ)と接触性(ギャップの開閉やスライド)、および大変形効果と回転(大きなたわみ)効果を示すことができます。また、非定常効果と慣性効果を含めることもできます。

  • 自動落下試験

    複雑で時間のかかるシミュレーション タスクを簡略化し、自動化できます。自動落下試験の機能は次のような製品に対して投射物の衝突や仮想落下試験を実行するのに最適です。

    • 電話機
    • ラップトップ コンピュータ
    • コンシューマ製品

    自動落下試験では、タイム ステップ、持続時間、投射物と目標間の複雑な接触の相互作用を評価するために、解析のための最低限の入力データ(投射物の速度と加速度)が必要となります。この解析により、詳細で物理法則に忠実な衝突のシミュレーションを行うことができます。実世界で起こる衝突は動的で陰的で非線形ですが、こうした衝突の問題への洞察も得ることができます。

  • サーフェス接触

    Autodesk Nastran In-CAD には接触モデリング オプションが含まれているため、より自然なパーツ間の相互作用を検討できます。荷重や制約を簡略化しないことで、推測に頼る部分を減らすことができます。Autodesk Nastran In-CAD ソルバーを使えば、本質的に非線形の計算が簡単に作業できるようになります。 圧入、歯車、機械コンポーネント、および異なる種類の接触を持つアセンブリ(スライド、摩擦、溶接など)をモデリングして、現実世界に忠実なシミュレーションを行えます。

  • 高度な材料モデル

    塑性(降伏後の永久変形)、超弾性(エラストマー)、形状記憶効果などの複雑な非線形の現象を捕捉できます。単一の仮想試験で、金属からゴムや軟部組織に至るさまざまな材料をモデル化できます。単純な材料モデルを使った予測は、誤った設計上の決定につながる可能性があります。材料ライブラリには、弾性マウンド、複合材料、破壊解析と破損解析などの非線形オプションが含まれています。

  • 複合材料

    複雑な積層データを、シンプルな操作で処理できます。パック、LaRC02 などの破壊指標に基づく解析により、信頼性の高い、洞察力に富んだ結果を取得できます。プログレッシブ層破損解析は、複合材構造が最弱層の破損以降に示す挙動を捉えるのに役立ちます。3D ソリッドの複合材要素解析により、複合材構造の横せん断を正確に捕捉することができます。

  • 過渡応答解析

    一定の、または時間の経過に応じた荷重の影響下で、特定期間内の構造の応答を評価できます。静解析では、荷重に対して構造が最終的にどのように応答するかしか分かりません。衝動的な荷重またはその他の時間の経過に応じた荷重イベントでは、構造物はその終了状態とは異なる動作を示す場合があります。過渡応答解析では、この終了状態に至るまでのパーツの動作を調べることができます。

  • ランダム応答解析

    ランダムな動的荷重に対する構造の動作を解析します。シミュレーション条件には、道路の振動、波のサイクル、エンジンの振動、風の荷重などがあります。

    オープンで統合された環境

  • Inventor との統合

    3D CAD の Inventor を組み合わせることにより、Autodesk Nastran In-CAD の機能を拡張できます。組み込みの有限要素解析(FEA)テクノロジーにより、Inventor Professional の線形静的解析では処理できない問題にまでソリューションの幅を広げます。3D CAD システムを FEA のプラットフォームとして使用し、設計と解析をシAutodesk Nastran を 3D CAD の Inventor内で使用できまームレスに行うことが可能になります。

    寸法は Inventor 内で編集できます。変更内容は CAD 設計環境内で再度、解析されるため、ソフトウェアの間でモデルを相互にやり取りする必要はありません。荷重、境界条件、およびメッシュからなる有限要素ドメインがインタラクティブに更新されます。

  • SolidWorks との統合

    Autodesk Nastran In-CAD にはその実績と正確な結果を誇る Autodesk Nastran ソルバーが組み込まれており、SolidWorks 環境に直接導入できます。習得までの時間を短縮し、生産性を維持し、互換性の問題を排除しながら、プロフェッショナルのための FEA ツールをお求めやすい価格で導入できます。

    メニュー、ツリー形式の構造、そして使い慣れた外観というこれまでと同じ作業環境を維持したまま、有限モデルの作成と解析結果の表示が可能になります。Autodesk Nastran In-CAD は完全な互換性を持ち、完全なジオメトリの関連付けを行えるため、荷重、境界条件、メッシュが SolidWorks 上でもインタラクティブに更新されます。 

    SolidWorks との統合による利点:

    • より高度なメッシュ作成テクノロジーにより、ジオメトリ的に複雑なモデルでも優れた正確性を実現
    • 高速な自動接触生成により、アセンブリの精度向上を実現
    • より信頼性が高くなった梁要素モデリングにより、薄いメンバのアセンブリで予期せぬ事態を削減
    • より精度の高い非線形機能、動的機能、そして高度な材料モデルにより得られる結果により、十分な情報に基づく設計上の意思決定が可能

    さらにチーム メンバーは、複数の場所や異なる CAD システム間で、簡単にソフトウェアを共有することができます。

  • Autodesk Nastran ソルバー

    Autodesk Nastran ソルバーは、従来の線形静的解析と固有値解析に加え、複合材料解析、高度な動的応答機能、非線形解析、熱伝達解析などの機能を提供します。結果の精度は、NAFEMS 規格と 5,000 を超える追加の検証ベンチマークに基づいて繰り返しテストされています。 

    次の利点があります。

    • 高い実績を持ち、業界で認められた FEA テクノロジー
    • プリ プロセッサおよびポスト プロセッサの互換性
    • 将来のシミュレーションのニーズに合わせた拡張性
    • リアルタイムの解析と結果

    効率的なモデリング

  • 中立面メッシュの自動生成 新機能

    ソリッド CAD パーツを自動的にシェルとして理想化できるようになりました。これにより、モデルのサイズを縮小したり、薄いパーツに対する結果の精度を高めることができます。

  • フレーム ジェネレータによる理想化 新機能

    Autodesk Nastran In-CAD のフレーム ジェネレータを使用して作成したモデルを開くことができます。選択した部分が梁として自動的に理想化され、生成された梁は材料と断面の情報で更新できます。

  • 梁モデリング

    数百・数千のソリッド要素を使うのではなく、非常に少ない要素を使って、長く、細いコンポーネントを表すことができます。こうした要素のおかげですばやく正確に適切なモデリングを行えるため、断面またはジオメトリの最適化が利用しやすくなっています。

  • ボルトと接合

    自動ボルト接続モデリングを予荷重とともに使用することで、よく実行する複雑な締結シミュレーションを簡素化することができます。締結されたマシンや構造物が、動的な荷重に対して 1 つのアセンブリとしてより自然に応答するように、軸またはねじり予荷重を含めることができます。 モデルを簡単にメッシュに変換し、ボルトと接続の解析を行うソルバーを実行できます。

    線形解析、応力解析、熱解析

  • 静的疲労解析

    低/高サイクル疲労を含む繰返し荷重に対する構造物の耐久性を評価できます。破壊までのサイクル数または蓄積損傷によって耐久性を計測します。単純型または多軸型で荷重をかけることができます。

    破壊メカニズムの疲労は、動的荷重が扱われるすべての産業で最も大きな損傷につながりかねません。これはピーク荷重や最大応力といった概念では疲労を予測できないためです。疲労寿命は、何百万サイクルも繰り返し複数の荷重がかかることによる長期的な損傷を経て訪れます。Autodesk Nastran In-CAD の疲労シミュレーションは、こうした損傷を評価し、疲労を管理することができるツールです。次のような装置/設備の評価に使用できます。

    • 自転車サスペンションのフォーク クラウン
    • 回転シャフト
    • 産業用機械設備
    • 船舶用設備
  • 熱伝導解析

    設計における平衡温度分布を確認するには、伝導と対流の原理を使用します。温度変化と下流への影響の両方を予測できます。

    周囲温度の変化などの熱効果は、自動車のエンジン停止やブレーキ系統の損傷につながります。熱膨張や熱収縮は、フィットや操作に影響を与えるだけでなく、発生する応力によって、動作するはずの設計が機能しなくなる場合があります。

    熱伝導解析は、熱膨張解析と同様、ブレーキ ローターなどにおける過度の応力の集中によるアセンブリの損傷を防ぐことができます。搭載されたツールを使って、コンプレッサ、エンジン、配管、ダクト、排気サポートなどに対し、変位がどのように影響するのかを調べることができます。

  • 線形座屈解析

    座屈が生じないか、Inventor または Dassault SolidWorks で設計を解析できます。座屈は、圧縮により剛性の損失が起こる領域で発生する可能性があり、見過ごされると大きな損害を招く場合があります。

    柱や梁などの構造物やその他のモデルに使用されている材料に降伏が発生しないかを確認し、特定の荷重下でモデルに座屈が発生しないようにすることができます。荷重条件による致命的な損傷を防ぐように、CAD 環境内でモデルの寸法を修正できます。

  • 線形静的応力

    適用された静的荷重と拘束とで生じる応力、ひずみ、変位を評価する、非常に一般的な解析方法です。荷重と拘束をパラメトリック パーツに適用し、Autodesk Nastran ソルバー上で得られた結果を、さまざまな形式で表示できます。

NASTRAN は National Aeronautics and Space Administration の登録商標です。

SolidWorks は、Dassault Systèmes SolidWorks Corporation の登録商標です。