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「有限要素法」関連の最新 ニュース・レビュー・解説 記事 まとめ

最新記事一覧

金属疲労を起こした際にかかる対策コストは膨大なものになる。連載「CAEを正しく使い疲労強度計算と有機的につなげる」では、CAEを正しく使いこなし、その解析結果から疲労破壊の有無を予測するアプローチを解説する。連載第3回では、前回作成した全体剛性マトリクスから弾性変形後の変位を求める。そして、変位−ひずみマトリクス[B]を導出する。

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連載「設計者CAE教育のリデザイン(再設計)」では、“設計者CAEの教育”に焦点を当て、40年以上CAEに携わってきた筆者の経験に基づく考え方や意見を述べるとともに、改善につながる道筋を提案する。連載第2回では、マーケティング手法のチカラを借りて、CAEが広まらない理由を考察する。

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金属疲労を起こした際にかかる対策コストは膨大なものになる。連載「CAEを正しく使い疲労強度計算と有機的につなげる」では、CAEを正しく使いこなし、その解析結果から疲労破壊の有無を予測するアプローチを解説する。連載第2回では本連載の「あらすじ」と「有限要素法」について取り上げる。

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金属疲労を起こした際にかかる対策コストは膨大なものになる。連載「CAEを正しく使い疲労強度計算と有機的につなげる」では、CAEを正しく使いこなし、その解析結果から疲労破壊の有無を予測するアプローチを解説する。第1回のテーマは「CAEソフトに仕掛けられたトラップ」だ。

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今回から電源設計の超初心者向けにDC/DCコンバーターの設計を説明していきます。この連載で主として使用する式はインダクタンスに関する式および、キャパシタンスに関する2つの式だけです。2つの式から導かれるインダクタンスとキャパシタンスの電気的性質を使って入門書などに記載されている基本的なコンバーターの設計をどこまで説明できるかを考えていきます。

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これまで、各種形状の単パルス損失が発生した時の温度上昇の求め方について技術的な検証を含めて説明してきました。ただ、実機においては単パルスではなく同じ損失が繰り返し発生します。今回はこの繰り返し損失波形の温度上昇について考えていきます。

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多くの3D CADではオプションとしてCAE機能が用意されているが、ほとんどの方が「線形解析」での利用にとどまっており、「非線形解析」にまで踏み出せていない現状がある。本連載では、構造解析でも特に非線形解析にフォーカスし、初心者向けに分かりやすくその特長や活用メリットなどを紹介する。最終回となる連載第6回では、Newton-Raphson法(ニュートン法)を取り上げつつ、非線形解析ソフトがどのように解析の計算を進めているのかについて解説する。

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現代のモノづくりにおいて、3D CADやCAE、CAM、3Dプリンタや3Dスキャナーといったデジタル技術の活用は欠かせない。だが、これらを単に使いこなしているだけではデジタル技術を活用した“真の価値”は発揮できない。必要なのは、デジタル技術を活用し、QCDの向上を図り、安全で魅力ある製品を創り出せる「デジタルエンジニア」の存在だ。連載第5回では「設計者CAEを活用した構造解析」について解説する。

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多くの3D CADではオプションとしてCAE機能が用意されているが、多くの方が「線形解析」での利用にとどまっており、「非線形解析」にまで踏み出せていない現状がある。本連載では、構造解析でも特に非線形解析にフォーカスし、初心者向けに分かりやすくその特長や活用メリットなどを紹介する。連載第5回では、3つの非線形性のうちの最後の1つ「境界条件非線形性」について取り上げる。

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設計者向けリアルタイムシミュレーション環境として構想設計や初期設計の現場で活用が進む「Ansys Discovery」。今回、デル・テクノロジーズのワークステーション製品「Dell Precisionシリーズ」を用いてベンチマークテストを実施した。その結果をレポートする。

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多くの3D CADではオプションとしてCAE機能が用意されているが、多くの方が「線形解析」での利用にとどまっており、「非線形解析」にまで踏み出せていない現状がある。本連載では、構造解析でも特に非線形解析にフォーカスし、初心者向けに分かりやすくその特長や活用メリットなどを紹介する。連載第4回では、3つの非線形性のうちの1つ「材料非線形性」について取り上げる。

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多くの3D CADではオプションとしてCAE機能が用意されているが、多くの方が「線形解析」での利用にとどまっており、「非線形解析」にまで踏み出せていない現状がある。本連載では、構造解析でも特に非線形解析にフォーカスし、初心者向けに分かりやすくその特長や活用メリットなどを紹介する。連載第3回では、3つの非線形性のうちの1つ「幾何学的非線形性(形状非線形性)」について取り上げる。

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ダッソー・システムズはAbaqusの最新機能について、Abaqusユーザーに紹介するイベント「SIMULIA Structure Tech Day 2022」を、東京/名古屋/大阪の3都市で開催した。本稿では、その中から注目の3講演にフォーカスし、より高度な解析ニーズに応えるために進化したAbaqusの最新機能の概要を紹介する。

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今回はエネルギー吸収時のチャネル温度変化を説明するとともに、アバランシェ対応チップが持つ吸収エネルギー保証曲線について説明します。逆に言えば、ここで説明する保証曲線を持たない限りアバランシェ耐量に対応しているとは言えないことになります。

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原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。最終回となる連載第14回では、リンク部品とベアリングサポートを題材に、領域最適化を行う。

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原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。連載第13回では、LISAとExcelのマクロプラグラムを使って、実際に領域最適化を行う。

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多くの3D CADではオプションとしてCAE機能が用意されているが、多くの方が「線形解析」での利用にとどまっており、「非線形解析」にまで踏み出せていない現状がある。本連載では、構造解析でも特に非線形解析にフォーカスし、初心者向けに分かりやすくその特長や活用メリットなどを紹介する。連載第2回では「非線形」の話題に入る前に、あらためて「線形有限要素法」について確認する。

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今回からはMOSFETの構造に起因するアバランシェ耐量と呼ばれるサージ耐量を使う上での注意点について説明します。この特性を使うには半導体メーカーでの作り込みと正しい検査、そしてユーザーの正しい使い方、の3点が全て満たされることが必要です。この耐量を上手く使いこなすことができれば効率を上げ(損失低減)ながら信頼性を確保できます。

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原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。連載第12回では、前回に引き続き「領域最適化」をテーマに具体的なアルゴリズムについて考えながら、その理解を深めていく。

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原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。連載第11回では、トポロジー最適化のような派手さはないが、とても実用的な技術である「領域最適化」について、その基本的な考え方を解説する。

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多くの3D CADではオプションとしてCAE機能が用意されているが、多くの方が「線形解析」での利用にとどまっており、「非線形解析」にまで踏み出せていない現状がある。本連載では、構造解析でも特に非線形解析にフォーカスし、初心者向けに分かりやすくその特長や活用メリットなどを紹介する。

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原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。連載第10回では、チェッカーフラグ対策付きトポロジー最適化を実践するとともに、対策のないトポロジー最適化結果との比較を行う。

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原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。連載第9回では、チェッカーフラグ状の濃淡とグレーの濃淡をなくす方法を紹介する。

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原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。連載第8回では、トポロジー最適化の適用による、いろいろな“形の創造”事例を紹介する。

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原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。連載第7回では、いよいよLISAとExcelマクロを使って、片持ちはりのトポロジー最適化を行う!

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原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。連載第6回では「最適性規準法」を用いて、剛性を最大化=平均コンプライアンスを最小化する設計パラメータを求める。

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原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。連載第5回では、トポロジー最適化における密度法の定式化に取り組む。

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原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。連載第4回では、トポロジー最適化に取り組む。

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原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。連載第3回では、片持ちはりの平均コンプライアンス最小化問題を「ラグランジュの未定乗数法」を使って解いていく。

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原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。連載第2回では片持ちはりをモチーフに、パラメトリック最適化について解説を始める。

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「1Dモデリング」に関する連載。連載第2回は、モデリングをその表現方法から2種類の“3つのモデリング”に分けて考える。次に1Dモデリングが必要となる背景について、1DCAEとMBDという2つの製品開発の考え方を紹介し、これらと1Dモデリングの関係を示す。さらに、リバース1DCAEと1DCAEを通して、より具体的に1Dモデリングのイメージを明らかにする。以上を通して、最後に“1Dモデリングとは”について考察する。

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原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。

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電気自動車(EV)においてバッテリーは、その価値を決定付ける重要なコンポーネントの1つである。設計開発担当者は、バッテリー性能はもちろんのこと、航続距離や安全性、耐久性、さらには重量、コストにも配慮する必要があり、複雑に絡み合うこれら要件を満足させなければならない。こうした難しさを秘めたEV用バッテリーの設計開発を、ダッソー・システムズの解析ソリューションが支える。

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部品の固定(締結)のために使用する“ボルトの設計”をテーマに、設計者向けCAE環境を用いて、必要とされる適切なボルトの呼び径と本数を決める方法を解説する。連載第8回では、解析専任者が行っているボルト締結部の有限要素法モデルをいくつか紹介し、実験データのある簡単な振動解析事例を解いて、解析精度を比較してみます。

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部品の固定(締結)のために使用する“ボルトの設計”をテーマに、設計者向けCAE環境を用いて、必要とされる適切なボルトの呼び径と本数を決める方法を解説する。連載第7回では、本連載の最終目標である設計者が使うCAE環境で、必要とされるボルトの呼び径と本数を決める設計法を取り上げる。

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どんなに素晴らしい内容の発表でも、それが読み手や聞き手にうまく伝わらなければ意味がない。本連載では、技術者の皆さんを対象に、相手に伝わる発表内容の構成や資料の表現方法などについて伝授する。第3回は、資料そのものが持つ内容と意味が変わらずにしっかりと伝わり、独り歩きしないためのプレゼン資料/配布資料の作り方を紹介する。

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今回からはマイコンや各種発振器、フィルターに使われる共振子について説明していきます。これらの共振子は回路的には完成度が高く、指定された使い方を間違えなければ正しく動作します。発振器として市販されている部品もありますので適材適所で使い分けることが肝心になります。

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奥村組とアクティオは、マスコンクリートの温度によるひび割れを抑制する工法の1つとして、パイプクリーニングで、クーリング水の流量・流方向を自動で制御し、コンクリート温度を管理目標値に近づけるシステムを開発した。今後、両社は、温度によるひび割れの発生しやすい断面の大きな壁・柱部へも新システムの適用を広げる方針を示している。

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部品の固定(締結)のために使用する“ボルトの設計”をテーマに、設計者向けCAE環境を用いて、必要とされる適切なボルトの呼び径と本数を決める方法を解説する。連載第5回では、金属同士の摩擦係数を測定したデータを紹介し、軸力見積もり時に使用すべき摩擦係数を提案する。

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マツダは、ダッソー・システムズ主催の年次コミュニティーカンファレンス「SIMULIA Community Virtual Conference Japan 2021」のユーザー事例講演に登壇し、「量産開発適用に向けた効率的な風切り音予測および分析手法について」をテーマに、音源寄与度分析および簡易モデルを用いた車内音予測手法による効率化の取り組みを紹介した。

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大成建設は、大規模3次元FEMを用いて、巨大地震による長周期地震動の計算時間を短縮することが可能な技術を開発した。新技術は、建物の設計やリニューアルにおける耐震検討に適用することで、早期に長周期地震動の影響を提示することができ、建物の耐震安全性評価に関する円滑な合意形成を実現する。今後、同社は、建物の長周期地震動の評価に新技術を適用し、建物の耐震安全性評価と地震災害に強い建物づくりを進める。

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初心者を対象に、ステップアップで「設計者CAE」の実践的なアプローチを学ぶ連載。詳細設計過程における解析事例を題材に、その解析内容と解析結果をどう判断し、設計パラメータに反映するかについて、流れに沿って解説する。最終回となる第12回は「流体解析」をテーマに、解析ゴールの考え方とメッシュ生成の基礎について解説するとともに、設計者CAEの実践に向けたメッセージをお届けする。

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前回は、電気二重層(EDLC)キャパシターの概要について説明をしました。大容量を生み出す源が電気二重層というエネルギーギャップにあることを理解いただけたでしょうか? 今回はそのようなEDLCがどのように作られているか、主な材料を紹介しながら説明していきます。

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次世代パワーデバイス、第5/第6世代移動通信(5G/6G)システム、ウェアラブル/ヘルスケア機器、次世代電動飛行体(空飛ぶクルマ)の実現に欠かせない次世代デバイスを実現すべく「フレキシブル3D実装コンソーシアム」が発足、始動した。すでに140社が参画し、次世代デバイス実現に向けた新たな3次元実装技術の開発、実用化を目指した活動を開始している同コンソーシアムについて紹介する。

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今回からはキャパシターの一種である電気二重層キャパシター(EDLC)について説明していきます。EDLCは、耐圧は低い(数ボルト以下)のですがその容量はファラド(F)単位になり、大容量と言われるアルミ電解コンデンサーの数百倍から数千倍のエネルギー密度になります。

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オープンソースの3D CAD「FreeCAD」をご存じだろうか。無償でありながら、3Dモデリング、メッシュデザイン、製図(ドラフト)、有限要素法解析(FEM)、レイトレーシング、ロボティクス機能など、標準機能がとにかく充実している。本連載では「FreeCAD 0.18」を用いて各機能の実際の操作や使用感を紹介していく。連載第8回では、サーフェスモデリング用ワークベンチ「Surface」を使用して、自由曲面を取り入れたモデリングに挑戦する。

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ベンチマークテスト専用にチューニングされる例が目立っていたここ数年のスーパーコンピュータランキングにあって、実務を重視した富岳がなぜトップを独占できたのか。他国のスーパーコンピュータプロジェクトでも採用れる技術を生み出した原動力を探る。

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オープンソースの3D CAD「FreeCAD」をご存じだろうか。無償でありながら、3Dモデリング、メッシュデザイン、製図(ドラフト)、有限要素法解析(FEM)、レイトレーシング、ロボティクス機能など、標準機能がとにかく充実している。本連載では「FreeCAD 0.18」を用いて各機能の実際の操作や使用感を紹介していく。連載第7回では、レンダリング関連のワークベンチである「レイトレーシング」の使用感をレポートしたい。

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オープンソースの3D CAD「FreeCAD」をご存じだろうか。無償でありながら、3Dモデリング、メッシュデザイン、製図(ドラフト)、有限要素法解析(FEM)、レイトレーシング、ロボティクス機能など、標準機能がとにかく充実している。本連載では「FreeCAD 0.18」を用いて各機能の実際の操作や使用感を紹介していく。連載第6回では、FreeCADの標準ワークベンチである「FEM」の使用感をレビューする。

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オープンソースの3D CAD「FreeCAD」をご存じだろうか。無償でありながら、3Dモデリング、メッシュデザイン、製図(ドラフト)、有限要素法解析(FEM)、レイトレーシング、ロボティクス機能など、標準機能がとにかく充実している。本連載では「FreeCAD 0.18」を用いて各機能の実際の操作や使用感を紹介していく。連載第5回では、標準搭載されていないプラグインのワークベンチの中から、板金の曲げを設計する「Sheet Metal」とネジなどを自動付加する「Fasteners」を取り上げる。

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「構造解析」を“設計をより良いものとするための道具”として捉え、実践活用に向けた第一歩を踏み出そう。第7回は「有限要素法」の主役である“要素”にフォーカスし、有限要素の種類、次数、要素サイズが解析結果にどのような影響を与えるのか、テスト結果を交えてステップ・バイ・ステップで解説する。

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ダッソー・システムズは、オンラインイベント「3DEXPERIENCE CONFERENCE JAPAN 2020 ONLINE」を開催。その中でカテゴリーセッションとして、三菱自動車工業 第一車両技術開発本部 機能実験部 空力技術開発の奥津泰彦氏が登壇し「PowerFLOWとwave6を活用した自動車床下空力騒音の伝達メカニズム解明」をテーマに、床下空力騒音解析の数値計算手法と計算結果などを紹介した。

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オープンソースの3D CAD「FreeCAD」をご存じだろうか。無償でありながら、3Dモデリング、メッシュデザイン、製図(ドラフト)、有限要素法解析(FEM)、レイトレーシング、ロボティクス機能など、標準機能がとにかく充実している。本連載では「FreeCAD 0.18」を用いて各機能の実際の操作や使用感を紹介していく。連載第4回では「2D製図」をテーマに、「Draft」と「TechDraw」による作図手順を解説する。

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今回からはキャパシターの一種であるセラミックキャパシターについて説明をしていきます。セラミックキャパシターは誘電体にセラミックス、つまり磁器や陶器に類する無機材料を使用したキャパシターを言い、このことがよくも悪くもセラミックキャパシターを特徴付けています。本稿では、小型のセラミックキャパシターについて説明をしていきます。

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オープンソースの3D CAD「FreeCAD」をご存じだろうか。無償でありながら、3Dモデリング、メッシュデザイン、製図(ドラフト)、有限要素法解析(FEM)、レイトレーシング、ロボティクス機能など、標準機能がとにかく充実している。本連載では「FreeCAD 0.18」を用いて各機能の実際の操作や使用感を紹介していく。連載第3回では「アセンブリ」をテーマに、2つのアプローチを詳しく解説する。

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製造業のデジタルトランスフォーメーション(DX)が加速する中、企業価値や競争力を高める存在として、その重要性を増しているのがCAEによるシミュレーションの活用だ。DX時代におけるCAE活用や実践のヒント、そしてAIやIoTと融合したCAEの未来像について、業界有識者であるオムロンの岡田浩氏に話を聞いた。

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初心者を対象に、ステップアップで「設計者CAE」の実践的なアプローチを学ぶ連載。詳細設計過程における解析事例を題材に、その解析内容と解析結果をどう判断し、設計パラメータに反映するかについて、流れに沿って解説する。第2回は、前回の解析ケースの完結編として、非常に奥の深い「メッシュ作成」の世界について掘り下げる。

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「構造解析」を“設計をより良いものとするための道具”として捉え、実践活用に向けた第一歩を踏み出そう。第5回は「誰もが必ずできる線形静解析」をテーマに、無償ツールを活用しながら“ステップ・バイ・ステップ”で大まかな線形静解析の流れを解説していく。

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PCやオンライン会議ツールを導入しても、誰もがリモートワーク可能というわけではない。CAEを用いた解析業務の担当者からは、「自宅からだと解析を実行できない」「計算結果の共有ができない」といったさまざまな声が聞こえる。そうした中、これらの課題を解消する最適解として、あらためてクラウドを活用したシミュレーション環境に注目が集まっている。

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オープンソースの3D CAD「FreeCAD」をご存じだろうか。無償でありながら、3Dモデリング、メッシュデザイン、製図(ドラフト)、有限要素法解析(FEM)、レイトレーシング、ロボティクス機能など、標準機能がとにかく充実している。本連載では「FreeCAD 0.18」を用いて各機能の実際の操作や使用感を紹介していく。連載第2回では、3D CADの定番編集コマンドであるミラー複写/反転、回転押し出し、スイープ、ロフト、回転パターン、直線パターンの機能を順に取り上げる。

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オープンソースの3D CAD「FreeCAD」をご存じだろうか。無償でありながら、3Dモデリング、メッシュデザイン、製図(ドラフト)、有限要素法解析(FEM)、レイトレーシング、ロボティクス機能など、標準機能がとにかく充実している。本連載では「FreeCAD 0.18」を用いて各機能の実際の操作や使用感を紹介していく。連載第1回では、スケッチとモデリング機能について取り上げる。

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メッシュレスにより、解析の圧倒的な高速化、簡易化を可能にした「Altair SimSolid」を活用する設計現場が増えている。選ばれる理由はどこにあるのか、そして、設計現場では具体的にどのように活用されているのか。「本当に使える『設計者CAE』 大手メーカーも絶賛、SimSolidによる開発期間短縮セミナー」の内容を基に、SimSolidの魅力に迫る。

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製造業が機械学習で間違いやすいポイントと、その回避の仕方、データ解釈の方法のコツなどについて、広く知見を共有することを目指す本連載。第4回は、製品不良や設備故障などの要因分析に機械学習を適用する際に留意するべきことなどを紹介します。

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今回は湿式アルミ電解コンデンサーの残った課題として四級塩*問題を取り上げたいと思います。四級塩問題については現象の説明だけの資料が多く、そのメカニズムについては納得できる技術資料がほとんどありません。本稿では筆者が納得しているメカニズムを1つの説として説明をしていきます。

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鍵・錠前の総合メーカーである美和ロックは、設計部内に解析チームを設け、設計と解析が一体となったスピーディーかつ高品質なモノづくりを実践している。立ち上げが難しいともいわれる「設計者CAE」をどのようにして成功に導き、ハイエンドツールとして知られる「SIMULIA Abaqus」の活用を進めているのか。担当者に話を聞いた。

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「構造解析」を“設計をより良いものとするための道具”として捉え、実践活用に向けた第一歩を踏み出そう。第1回は、構造解析を理解する上で欠かせない座学(材料力学や有限要素法)の重要性を説くと同時に、構造解析を正しく身に付けるための考え方を解説する。

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製造業が機械学習で間違いやすいポイントと、その回避の仕方、データ解釈の方法のコツなどについて、広く知見を共有することを目指す本連載。第3回は、「異常予測」と「異常検知」について取り上げる。教師データ量の不足が課題になる「異常予測」に対して、「異常検知」は教師データなしでも始められることが特徴だ。

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「100年に1度」の大変革期を迎える自動車業界。「CASE」の考えに基づく次世代自動車の開発が急ピッチで進められているが、ソフトウェアやエレクトロニクス技術が占める割合が増えたことで設計開発の複雑さが増し、開発現場を悩ませている。その救いの手として注目を集めているのが電磁界シミュレーションの活用だ。

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製造業が機械学習で間違いやすいポイントと、その回避の仕方、データ解釈の方法のコツなどについて、広く知見を共有することを目指す本連載。第2回は、製造業で求められる材料配合や工程条件の予測に必要な、機械学習による逆問題への対処法ついて取り上げる。

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流体解析をテーマに、入門者や初学者でも分かりやすくをモットーに、その基礎を詳しく解説する連載。今回は“流体解析を行う上で必要なこと”として、解析領域について取り上げる。また記事後半では、流体解析ソフトウェアを用いた簡単な作業の流れについても紹介する。

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SOLIDWORKSユーザーである筆者は、米国テキサス州ダラスで開催された「SOLIDWORKS World 2019」に参加。新戦略「3DEXPERIENCE.WORKS」によりSOLIDWORKSと3DEXPERIENCEプラットフォームとの連携がより強固に、より手軽になることが明かされた。本稿では、こうした一連の動きの中からシミュレーション領域にフォーカスし、最新動向をレポートする。

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中小メーカーで日々、3D設計推進に奮闘する筆者が、メッシュレスCAE「Altair SimSolid」を試した。メッシュを切ることなく数分で結果が出るので、これなら設計もどんどん前に進む! しかも計算結果は各社のハイエンドCAEの結果に近い。設計者にありがたい機能も盛りだくさんだ。

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2018年11月9日に開催された「SOLIDWORKS WORLD JAPAN 2018(以下、SWWJ2018)」に参加しました。今回のテーマとして「Simulation(シミュレーション)」が押し出されていた印象です。Simulationというと「CAE(Computer Aided Engineering)」のことを開発設計工程では示しますが、今回与えられたSimulationの定義は、「現物ができる前に何ができるのか」ということで、その活用範囲を広く感じました。

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ダッソー・システムズ主催の年次SIMULIAユーザー会「2018 SIMULIA Community Conference Japan」の基調講演において、横浜ゴム 理事 研究本部 研究室長の小石正隆氏が「AIとCAEと技術者との協奏による材料と製品の設計開発」をテーマに、同社のタイヤおよびゴム材料開発の取り組みについて語った。

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「設計者CAE」という言葉が設計現場で聞かれるようになって久しいですが、3D CAD推進とともにきちんと設計者CAEに取り組んでいる企業もあれば、まだ途上あるいは全く着手していないという企業もあるかと思います。連載第12回では、「解析(CAE)とは何か?」についておさらいすると同時に、「メッシュ」について解説します。

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「設計者CAE」という言葉が設計現場で聞かれるようになって久しいですが、3D CAD推進とともにきちんと設計者CAEに取り組んでいる企業もあれば、まだ途上あるいは全く着手していないという企業もあるかと思います。連載第11回では、CAEの運用が進み始めると直面する、解析担当者にとっての“困りごと”について紹介します。

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CAEは、現在の製造現場にはなくてはならないツールとして広く認識されている。CAEの導入によって、製造の現場がどう変化し、どう効率化するのか。SIMULIA Abaqus Extended Packageの導入による効果と目的を燃料タンクやサンルーフなどの自動車部品を手掛ける八千代工業株式会社の担当者に伺った。

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「設計者CAE」という言葉が設計現場で聞かれるようになって久しいですが、3D CAD推進とともにきちんと設計者CAEに取り組んでいる企業もあれば、まだ途上あるいは全く着手していないという企業もあるかと思います。連載第10回では、“What/Where(何を/どこの)“に着目し、解析を行う上での対象物のポイントについて紹介。併せて、基本キーワード「ヤング率」「ポアソン比」について解説します。

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「設計者CAE」という言葉が設計現場で聞かれるようになって久しいですが、3D CAD推進とともにきちんと設計者CAEに取り組んでいる企業もあれば、まだ途上あるいは全く着手していないという企業もあるかと思います。連載第8回では、設計者CAEに取り組む上で考える必要がある「What」と「How」について取り上げます。

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今回は、なぜクロスフローファンは羽根車を回すだけで羽根の隙間から吸い込みと吐き出しが行われるのかについて説明をし、この原理に起因する使い方の注意点について説明します。電気系の技術者にはなじみの薄い『流れ』の話が主体になりますがファンの特性を理解する一助と考えてイメージを把握してください。

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PTCの年次テクノロジーカンファレンス「LiveWorx 2018」の基調講演に同社 社長兼CEOのジェームズ・E・ヘプルマン氏が登壇。ヘプルマン氏は、デジタル変革に向けて必要としてきた「フィジカルとデジタルの融合」に「人」が加わることで、より大きな力を生み出せると強調した。

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FAN(ファン)は、一般の電気回路設計者にはなじみの薄い部品であり、使い方などの注意事項も徹底されていません。しかし、機器の小型化、電力密度の向上などによって電気回路設計者にも無縁の部品と言えなくなってきていますので簡単にファンの使い方について説明します。

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ソフトウェアクレイドルはエレクトロニクスの要素技術展示会「TECHNO-FRONTIER 2018」内の「熱設計・対策技術展」で同社の「STREAM」「熱設計PAC」など熱流体製品群を展示。今回は創業当初から得意としてきた熱流体解析メインの展示となった。年間19万8000円で使える2次元基板専用熱解析ツール「PICLS」の注目度が高かったという。

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中小メーカーで日々、3D設計推進に奮闘する筆者が、これまで見たことがないようなCAEと出会った! 「設計者CAE」という言葉はかなり以前からありましたが、設計のプロセスに組み込むには従来のツールでは課題がありました。ANSYS Discovery Liveは、ユーザーによるメッシュ生成作業が不要で、しかもその場で形状を試行錯誤しながら結果がすぐに表示されるため、設計者がストレスなく快適に活用できそうです。

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オートデスクは3D CAD「Autodesk Inventor」を核とする製造業向け総合パッケージの「Autodesk Product Design & Manufacturing Collection」を提供開始する。パッケージ契約することでCADやCAE、CAM、3D CGなどさまざまなソフトウェアが利用できる。「Autodesk Inventor 2019」は多数の機能追加や改善をすると共に、データ共有・連携機能を強化した。

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「設計者CAE」という言葉が設計現場で聞かれるようになって久しいですが、3D CAD推進とともにきちんと設計者CAEに取り組んでいる企業もあれば、まだ途上あるいは全く着手していないという企業もあるかと思います。連載第3回では、CAEに精通している設計者がいない状態で導入および立ち上げを行う際、何に注意して設計者CAEを推進していくべきか、筆者の経験を交えて詳しく解説します。

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今回から「サーミスタ」を取り上げます。サーミスタの分類について簡単に説明するとともに、サーミスタを使用した回路動作の概要について解説していきます。第1回は、NTCサーミスタとPTCサーミスタの違いとともに、NTCサーミスタによる突入電流制限回路について考察します。

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設計品質の向上、さらなる生産効率化など、設計・製造現場では常に厳しい要求が突き付けられている。そうした中、3D CADをはじめとしたツールの導入やより効果的な使い方を追求した組織としての取り組みも行われている。本連載では3D CAD/3Dデータ活用にフォーカスし、プロジェクト管理者がどのような視点で現場改革を推進していくべきか、そのヒントを提示する。連載第8回では、「ワークフロー図」の作成についてさらに掘り下げていき、全社的な問題と課題の洗い出し、解決施策の展開に関して取り上げる。

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対策が急がれるスペースデブリ(宇宙ゴミ)問題に先陣を切って取り組むのがアストロスケールだ。同社はPLMベンダー主催イベントでデブリの現状や同社の取り組み内容を紹介するとともに、デブリの除去を担う人工衛星の構造解析の事例を紹介した。

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吹きつける風や近くを走る自動車の影響によって、ビルには微小な振動が日常的に発生する。内部の居住性を損ねるほか、精密機器に影響を及ぼす可能性もある。大成建設は環境振動の予測評価を短時間に高精度で実施できるように、解析に必要な3次元データの自動作成ツールを開発した。

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製品が引き起こす事故の多くは疲労破壊が原因だ。英国のジェット機「コメット」の墜落事故以降、疲労破壊の研究は進んでおり、重要性も認識されている。それにもかかわらず、いまだに疲労破壊による事故が減っていない。現在では大規模な構造物だけでなく、自動車や電子機器に搭載される電子部品の疲労破壊が重大事故を引き起こすようになってきた。

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SW電源は負帰還を施すと異常発振を起こすことがある。このようなケースの解析には、周波数応答法(FRA法)が主として用いられてきたが、あくまでも動作状態を確認する一手法でしかない。最終回となる今回は、この課題について1つの検討方法を紹介する。

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「第26回 設計・製造ソリューション展(DMS 2015)」において、オートデスクは「The Future of Making Things ―ものづくりの未来―」をテーマに、同社の先進的な取り組みや最新事例、機械設計向け3次元CAD「Autodesk Inventor」の最新バージョンによる機能強化ポイントなどを紹介。先進ユーザが登壇する「トークショウ」を1日1回開催する他、ブース内に3次元CAD導入に関する相談コーナーも設け、日々の課題解決のヒントを提示する。

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過渡現象問題を解く時に必須となるラプラス変換/逆変換をSpice上で行うにはラプラス素子を用いて実行する方法がスマートです。今回から2回にわたって、いくつかのツールを使ってラプラス素子について説明、検証をしていきます。

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サイバネットシステムの「CAEユニバーシティ」は、設計開発エンジニアがCAEツールを最大限活用できるよう、特定のCAEツールに依存しない多彩な講座で、体系的に学ぶことができる総合CAE教育プログラムだ。本記事では講座の様子と、サイバネットシステムがCAEユニバーシティで目指していることは何かを関係者のインタビューを交えて紹介する。

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モノづくりにおけるシミュレーションの重要性はますます大きくなっている。だがそのために必要なCAEツールの導入にそれなりのコストや手間が掛かるのも事実だ。ダッソー・システムズのSIMULIAブランドは、「CAEライセンスを分けあえる」という新しいライセンス体系で、その現状に一石を投じようとしている。

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本連載の主目的である“分かって設計する”という観点から、CAEのV&Vのミスから新聞などに掲載されてしまった事例を“番外編”としてご紹介します。紹介する事例は、北海でオイルとガスを産出する海上プラットフォーム(Sleipner A platform)の基礎部が破損して1991年8月23日、ノルウェーStavanger沖のGandsfjordenにて沈没した事例です。

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MSCが2014年8月に開催した有限要素法の集中講座を体験してみた。講師の渡邉浩志氏によると、とにかく手を動かすこと、そしていろんな学習の場に出てみることも大事だという。専門はバイオメカニクスという渡邉氏は、心臓のシミュレーションをしていたそうだ。

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MONOist主催 CAEカレッジ「事例から学ぶ! 設計者CAEの最前線」では、工学院大学 中島幸雄教授がブリヂストンにおけるタイヤの最適化設計事例について、サイバネットシステムの古市洋也氏が流体解析ツールと最適化ツールを使った小型軸流ファンの形状の最適化事例について紹介した。

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設計者自身によるCAEの浸透・発展を阻んでいるのは、CAEソフトの煩雑になりがちなオペレーション(使い勝手の問題)や、ライセンス費や教育費など「CAEの運用コスト」。――日本機械学会 設計工学・システム部門による講習会で、企業や教育現場におけるCAE導入の課題提示や、ライセンス費の問題提起が行われた。

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スウェーデンのCAEベンダー COMSOL ABは、柔軟で強力なマルチフィジックス解析(無制限連成解析)ソフトウェア「COMSOL Multiphysics」を提供している。COMSOL ABの創業者でCOMSOLグループCEOのSvante Littmarck氏と、米国COMSOL Inc.プロダクトマネジメント副社長のBjorn Sjodin氏が、COMSOL Multiphysicsの強みや今後について語った。

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ブリヂストンは、「第43回東京モーターショー2013」において、空気を充てんする必要のないタイヤ「エアフリーコンセプト(非空気入りタイヤ)」の第2世代品を披露した。超小型EV「コムス」に装着して走行する映像も公開。数年後以内を目標に実用化したい考えだ。

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富士通は、スーパーコンピュータ「京」を用いて、永久磁石が磁化反転する課程を大規模にシミュレーションすることに成功したと発表した。これにより、磁性体を詳細に解析できるようになり、重レアアースを使用しない強力なネオジム磁石など新たな磁性材料の研究開発が促進されるという。

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2013年6月19〜21日に開催される「第24回 設計・製造ソリューション展」。図研とラティス・テクノロジーの共同出展ブースでは、XVLと連携したBOMシステムなどを展示。ラティス・テクノロジー 代表取締役の鳥谷浩志氏と図研 プリサイト事業部長の上野泰生氏の対談、キャドラボの取締役 栗崎彰氏のシアタープレゼンテーションも予定している。

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性能の改善とコストの低下が非常に高いスピードで進む。それがデジタル化の特徴だ。情報通信や放送、音楽、動画像など、さまざまな領域に大きな変化もたらしたデジタル化が、今まさにエネルギーの世界に押し寄せている。それは電力網から再生可能エネルギー、電気自動車に至るまで、あらゆる電力システムに波及し、不可逆な変化を引き起こす。

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富士テクニカルリサーチの粒子法解析ソフトウェア「MPS-RYUJIN」は、実は、解析専任者だけではなく、なんと設計者や実験担当者にも広く使われている。本稿では、その理由について迫った。RYUJINの解析精度を高めるには、「とにかく粒子数を増やすこと」に尽きる。そこで 計算をスピーディーにこなすためには、やはり並列計算は欠かせない。PCクラスタとのコラボで、流体解析の新境地へ!

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「電源品質の確保」を意味するパワーインテグリティ。最先端のICを搭載するプリント基板で、このパワーインテグリティを実現することは容易ではない。本稿の後編では、高集積化が進むデジタルICに関連する電源品質の問題について簡単に説明してから、有力ベンダーが提供するパワーインテグリティ用シミュレーションツールの最新動向を紹介する。

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リアルな流体現象の表現が得意な3次元解析ツール「PowerFLOW」を提供するエクサ・ジャパンが提唱するのは、2つの効率化だ。コストダウンと納期短縮のプレッシャー、環境問題のプレッシャー、今日の車両設計を悩ませるさまざまな問題に打ち勝つには、燃費効率化&設計効率化の合わせ技が有効だ。設計初期段階で、PowerFLOWをどんどん活用しよう。

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サイバネットシステムが提供する「ANSYS Mechanical」のRelease 13.0では、かねてからユーザーの注目が高かったGPGPU(ジーピージーピーユー)に対応! どんどん大規模化する構造解析がより快適に、詳細になる。同社と富士通共同のベンチマークデータを検証して、より快適な構造解析環境を手に入れよう。

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画像処理専用の演算ユニットとして活用されてきたGPU。これまで、その主たる用途として連想されるのは、コンピュータゲームであった。しかし、「その能力の高さを、ほかの用途にも活用できるのではないか」と考えるのは自然なことだ。この「GPGPU」の具現化 /実用化に向け、ICベンダー、EDAツールベンダーらは、どのような施策を進めているのだろうか。

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パーソナルなモノづくりをするのに必須なのは、「3次元データ」。その作成を人に頼んでいては、とても高くついてしまう。それなら、自分でやった方が断然お得! でも、Macしか持っていない……。そんなあなたのための、Macを使って3次元モノづくりにチャレンジをするシリーズ。(編集部)

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電磁界シミュレーションは、電子機器の開発では必要不可欠なEMC対策において、大きな役割を果たすようになっている。しかし、効率的に電磁界シミュレーションを行うには、開発している機器の状態やシミュレーションの条件を理解した上で、適切なツールを選択する必要がある。本稿では、まず、電磁界シミュレーションを行う際に必要となる基礎知識をまとめた上で、各社解析ツールの動向や注意すべき事柄などを紹介する。

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ボードの電源/グラウンド・プレーンが揺れている。ボードに載せる半導体チップの高速化が原因だ。さまざまな電子機器において、電源/グラウンドはもはや理想的な一定電位とは見なせない。それどころか、雑音の伝搬/放射経路として扱う必要がある。この雑音の影響を抑えるためには、電源回路と半導体チップをつなぐ電源分配回路の全体にわたる最適設計が不可欠だ。

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従来、SPICEは回路シミュレータとして広く使われてきた。しかし、電子デバイスや電子機器の高周波化/高密度化が進んだ結果、その限界が問題となってきた。SPICEでは、比較的単純な回路に対してさえも、電磁界の影響による振る舞いの詳細を検証することが困難なのだ。この問題を解決し、信号品質の検証や高周波ICの設計などで威力を発揮するのが電磁界解析ツールである。

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