三菱マヒンドラ農機、設計検討の効率化に「MSC Apex」を活用

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2018年4月5日

エムエスシーソフトウェア株式会社

                                                                                                                             

エムエスシーソフトウェア株式会社が九州地区に向けて2月に開催したユーザーカンファレンス「MSC Software 2018 Solution Day」において、三菱マヒンドラ農機株式会社(以下 三菱マヒンドラ農機)の伊木雄一氏による、「設計開発段階における設計者と解析専任者の協調設計への取り組みと」と題した講演が行われました。

 

近年、製品開発においては高効率かつ高品質が求められており、設計段階における解析ツールを用いた検証は重要さを増しています。同社の製品開発では、3D CAD/CAEによる設計検討と実機試験による評価を行っていますが、開発時の解析業務にもスピードと精度が求められています。

 

本講演では、次世代CAEプラットフォーム「MSC Apex」の中立面作成機能や修復機能を利用して解析モデルを作成し、動的設計検討を行った事例、ならびに弾性体出力機能を用いた機構解析事例などが紹介されました。

 

  • 事例1:トラクターのボンネットの動的設計検討

これまでは、樹脂カバーのような厚さ不均一な形状の部品を、どのようにしてコストをかけず適切にモデル化するかが課題でした。本事例では、新型のボンネットにおいて、樹脂製フロントグリル部の中立面解析モデルをMSC Apexの中立面自動検出および形状の修正機能で作成し、ボンネットモデルに組み込むことでボンネット全体の固有値解析を行いました。フロントグリルの質量・剛性、ヘッドライトの質量がボンネットの固有振動数・モード形状に与える影響を考慮した解析により、従来機には無かったサイドパネルの振動を確認することができました。

 

  • 事例2:新型マフラーの動的設計検討

新形状のマフラーの設計において、MSC Apex上で固有値解析および周波数応答解析を行い、結果画面上でモード分析機能を活用した設計検討を行いました。また、MSC Apexで曲面の溶接部のモデル化を行い、部品結合状態を確認しました。

 

  • 事例3:安全フレームの強度試験による安全域の評価

トラクターの安全フレームは、転倒・転落時に運転作業者を守るための構造体で、安全鑑定基準に準ずる強度試験が義務付けられています。

従来、レバーガイド(樹脂パネル)部分は、強度への影響が小さく、また非線形解析計算時間が大幅に増えることから解析モデルに含まれていませんでした。しかし、上記評価基準では、フレーム部材等が安全域に侵入しないことが求められるため、設計段階で評価(可視化)する必要性がありました。本事例では、MSC Apexを使ってレバーガイドパネルの中立面モデルを作成し、安全フレームのアセンブリモデルに追加することで、計算時間を大幅に増やすことなく、レバーガイドパネルを含めた安全域の評価を設計段階で確認することができました。

 

  • 事例4:苗スライダー支持フレームの弾性体化による、機構解析の結果(外力)との計算

三菱マヒンドラ農機では、駆動系の要素単体の寿命計算や全体系の動力伝達シミュレーションを行うために汎用機構解析ソフトウェア「Adams」を導入しています。本事例では、MSC Apexを使って苗スライダーフレームモデルを線形弾性体(MNF)で出力し、田植え機の段差走行時の動き(外力)の機構解析と組み合わせて評価を行いました。MSC Apex弾性体出力は、Adamsのプラグインツールで、Adams Viewから直接MSC Apexを起動し、MNFファイルを作成できます。また、設計変更はMSC Apex上で行い、Adamsに反映させることができます。

 

三菱マヒンドラ農機では、本取り組みの結果として照査段階での不適切設計や再設計が減少し、設計者や管理者にCAEの効果を実感してもらうことができたため、今後もCAEの使いやすさの認知・浸透を図りたいと考えています。

 

*記載されている会社名および製品名は各社の商標または登録商標です。

以上

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エムエスシーソフトウェア株式会社    マーケティング部  秋元         

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