構造解析

MSC Software社が世界初の構造解析プログラムNastranを作成してから約50年が経ちました。MSC Software社は現在も長い歴史を引き継ぎ、あらゆる工学的用途に向けたクラス最高の構造解析ツールを開発し続けています。
Horizontal spacer

MSC Software社は、経験ある専門家や設計者から新人エンジニアまであらゆるユーザーのニーズに応える、FEA用の高性能ソリューションファミリーを提供しています。企業はこれらのソリューションを利用して、仮想試験を通じたエンジニアによる製品のより深い洞察力獲得を促進することで、ビジネス上の課題を乗り越えることができます。MSC Software社の構造解析プログラムを使用するエンジニアは、多様な設計を評価できるため、製品を物理的に作成する前に、最終的な設計で所定の要件が満たされていることに確信を持つことができます。

個々の部品から大規模で複雑なシステムまで、また線形静的問題から高度な非線形動的問題まで、MSC Software社の構造解析機能は、お客様のビジネスを成長させ、所有コストを最適化し、また目標達成を支援するよう作成されています。

MSC Software製プロダクトは、様々な構造解析に使用されています。
  • 静的応力解析
  • 線形動特性
  • 非線形解析
  • Multibody Dynamics
  • Multi-Physics、流体-構造相互作用、熱-機械連成
  • 複合領域
  • 最適化
  • 静的および動的解析
  • 熱解析
  • 高度な材料モデリング
  • 複合材解析
  • スーパーエレメント
  • DMP、SMP、GPU
  • FEAおよびMBDの統合
業界別使用例:
  • 航空宇宙および防衛:エアフレームの応力および振動、着陸装置およびブレーキ装置の応力および振動、機体の構造システム解析、機体サブシステムおよび部品の開発、複合材構造物
  • 自動車:強度、耐久性、N&V(車両システム、ホワイトボディ、トリムドボディ、シャーシ、パワートレイン、閉空間、HVACシステムおよび部品、内部部品)、車両の衝突および安全性の開発(エアバッグ配置、車両の衝突、屋根の圧壊)、音響工学、内部および外部音響
  • 消費財および包装:動力工具のN&V、ガラス成形、熱成形、押し出し、ブロー成形、ホットフィリング、流体で満たされたボトルの解析、魔法瓶、調理器具およびコンロ、スポーツ用品のN&V、強度および耐久性、複合材
  • 電子:電気-熱-機械マイクロアクチュエータ、MEMS装置、はんだ付け、PCB冷却、超音波モーター、構造ソレノイドアクチュエータ、衝撃および落下試験、振動、応力、疲労
  • エネルギー:冷却パイプ、変圧器、ジュール加熱、電気積層、コンデンサ、スイッチ、ブレーカ、発電機の振動および音響、風力タービン翼および送電強度、振動および音響
  • 重機および機械:音響および振動解析、複合材およびエラストマのキュアリング、加熱炉、切断・機械加工・圧延などの材料加工
  • 医療:血流解析、液体バッグ、レーザー溶接、心臓およびその他筋肉、除細動器、ペースメーカー、人工弁、補綴学、人工関節、薬物送達
  • 造船:液体輸送およびスロッシング、事故調査、水中爆発、アーク溶接、ソーナー、キャビンノイズ制御、外部音響
Advanced modeling for material damage and failure


Detailed composite layups for impact simulation

MSC Softwareは、多くの産業のニーズを満たすために、非常に幅広い範囲の材料タイプをモデル化するための機能を提供しています。先端材料モデリングの機能には、以下があります。

  • 金属、プラスチック、ゴム、フォーム(発泡体)、複合材、流体、土壌、鉄筋コンクリート、岩など
  • 積層ごとの積層複合材とスタッキング定義
  • 複合領域シミュレーションに対する熱-構造材料モデルの組み合わせ
  • 広範な破壊および降伏モデル
  • 時間、速度、温度依存の材料特性
  • 剥離、き裂伝播の特性
  • クリープ
  • 表形式の材料特性
Stress in a hospital bed frame


Tapered rolling simulation

Stress in a lower control arm

MSC Softwareは、多くの解析タイプをカバーする機能豊富なツールを開発しています。主な解析タイプは、以下のとおりです。

  • 線形/非線形解析
  • 静的/動的解析
  • 座屈解析
  • 定常熱伝導解析、過渡解析、周波数応答解析、固有値解析、および音響解析
  • マルチフィジックスおよび複合領域解析
  • 高速およびインパクト(衝撃/衝突)解析
  • ダメージ(損傷)解析、破壊解析、摩耗解析

MSCはこの50年の間、多くの場合はエンジニアからのフィードバックを基に、エンジニアのための主要なソリューションテクノロジを開発、提供してきました。MSCは、いくつか業界で最も先進的かつ信頼性の高い構造解析プログラムの開発で知られています。

900M DOF body-in-white model


Vehicle system assembly for interior acoustics

複雑な構造システムと大規模なアセンブリは、効率的かつ正確な解析のための特別な機能を必要とします。MSCは、これらのタイプのモデルを正確かつ効率的にモデル化および検討するため、業界が認めた高性能テクノロジと方法論を提供しています。以下を提供しています。

  • ジョイント結合だけでなく、溶接、接着、ファスナーアセンブリを正確にモデル化するための技法
  • ACMS –大規模モデルの迅速かつ並列化モーダル解析に対する自動部分モード合成法
  • アセンブリプロセスで使用するための外部スーパーエレメント–スーパーエレメントは、フルビークルの論理的分割を可能にし、構成要素情報の再利用によってソリューション時間を削減する
  • 複雑なアセンブリの相互作用を考慮するためのロバストな3次元接触解析

MSCは、最も効率的で正確なソルバーテクノロジと利用可能な手法のいくつかを開発、実装しています。これらのプログラムは、最大かつ最も困難な構造システムの問題のいくつかを解決するために、最新の共有メモリ並列および分散メモリ並列のハイパフォーマンスコンピューティングプラットフォームを活用することができます。

Automated reporting


Structural finite element mesh

MSC Softwareは、エンジニア、設計者、構造解析者がCADからCAEレポート作成に及ぶ解析プロセスを完了できるように、有限要素モデリングと解析ソフトウェアの包括的なセットを提供しています。主な機能は以下のとおりです。

  • スタンドアロンまたはCAD組み込みCAEモデリングと解析環境
  • マルチCADインポートとネイティブCADアクセス
  • 形状の作成と編集
  • 中間面の抽出と形状クリーンアップ
  • 線形および高次HEX、TET、QUAD、TRIA、およびBEAM要素のための高度なソリッド/シェルメッシングツールとアルゴリズム
  • 3次元接触解析
  • 複合材レイアップを含む材料モデリング
  • 荷重と境界条件の作成と割当てのための広範なツールセット
  • 解析のセットアップとジョブのサブミット
  • 変形、応力、ひずみ、およびスカラーとベクトル量を伴う破壊に対する静的およびアニメーションプロットやチャート
  • 自動化されたシミュレーションプロセスとレポートに対するマクロとテンプレートの作成
Topology optimization


Stochastics

製品開発(PD)プロセスの設計および開発段階における目標は、多くの異なる要件を満たすために最適な設計を確認することです。これは、実現可能な設計空間を特定し、次に最善または最適な設計を開発する機能を必要とします。MSCは、構造成分またはシステムに対する勾配ベースの形状、サイズ、トポロジー技法を介して設計改善と最適化を支援するソリューションを提供しています。また、設計の全体挙動を理解するためのマルチラン技法の提供により、ロバストな設計が提供できたことに自身を持つことができます。

Integrated motion–structure simulation for vibration analysis


Integrated motion–structure simulation for durability analysis

Aircraft ditch in water with airbags

構造シミュレーションにおいて、正確な荷重と境界条件を得ることは困難な場合があります。シミュレーション結果の品質は、入力の品質に直結しています。最適な荷重や境界条件を得ることが難しい場合、最善なのはその情報を生成するためにCAEシミュレーションを実行することです。複合領域および連成/連鎖シミュレーションは、シミュレーションデータの再利用のプロセスを簡素化し、全体的なシミュレーション忠実度を向上させ、ひいてはシミュレーションの品質と信頼性を改善します。以下に、MSCのソリューションによるシミュレーション機能の改善例を挙げます。

  • 機構-構造統合:マルチボディダイナミクスシミュレーションでの弾性体を用いた予測、車両や航空機フレーム/構造の疲労、コンピュータのハードディスクドライブ上の読み取り/書き込みヘッドの疲労寿命
  • 熱-構造連成解析:熱荷重と構造荷重の両方を同時に考慮する場合に、より正確な応力結果を得ることができます。例えば、ブレーキディスクとローターの摩擦と圧力荷重の組み合わせ
  • 流体-構造相互作用(FSI)連成ソリューションは、変形構造を考慮する場合、より正確な流量シミュレーションを実現し、構造荷重は影響を受けるサーフェスにより正確に適用されます。例えば、タイヤのハイドロプレーニング、エアバッグ展開、人工弁での血流
  • 連鎖構造シミュレーションは、例えばイベントシミュレーションの前に初期荷重/初期応力を適用することによって、より正確な解析を提供します。例えば、航空機エンジンのブレードアウトシミュレーション、自動車エンジンの固有値解析
Repeatable process for bottle top load simulation


Simulation portal for managing and tracking simulation processes, history and content

CAEを用いた構造挙動のシミュレーションに加えて、多くのエンジニアや管理者は、シミュレーションプロセスが反復可能であるか、高い信頼性のある結果の確保、およびプロセス改善が可能であるか、さらに、設計検討をサポートするために迅速に再実行でき、製品開発期間を短縮できるかについて関心があります。高いエンジニアリングスループットをサポートするためのこの機能の副次的影響は、必要以上の追跡および管理する情報が生成されることです。MSCは、CAE戦略と投資を最大限に活用できるように支援し、CAEプロセスとコンテンツの作成や管理に役立つ次世代ソリューションを提供しています。

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