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最適なモデル形状の検討に効果的!Inventor構造解析

Inventor構造解析を使用し設計初期段階で複数モデルを比較検討、開発期間の短縮を実現

競合がひしめく現在の市場では、高い品質水準を持った製品の開発が求められています。3次元CADの検証機能の活用は効率的に設計・製品品質の向上を可能にします。CAD上で行う設計検証の中で最も重要な項目の一つとして、設計データから製品の強度計算を行う構造解析が挙げられます。

試作・実験をCAEに置き換えて製品の検証を行うことで、設計段階で製品強度の問題を把握・修正することができるため、製造工程の初期段階で製品の作り込みを行い、開発期間を短縮することができます。CAEによる効率化を図るためには、設計者自身が設計をしながら使用できる解析ツールが必要になりますが、Inventor構造解析は、設計者向け解析ツールに求められる以下の条件を備えたAutodesk Inventor上で使用可能な構造解析ツールです。

  • 操作を覚えやすく、使用方法を短期間で習得。
  • 時間・コストをかけずに解析結果を取得。
  • 設計と解析の切り替えが容易で、設計データを変換することなく直接解析が可能。
  • 設計初期段階から解析可能。

Inventor構造解析

Inventor構造解析ツールにできること

Inventor上で構造解析ツールを使用することで、以下の作業が可能になります。

  • 設計の初期段階で、製品性能の最適化と検証。
  • シンプルなメニュー構成とメッシュを意識しないGUIで、設計者でも簡単に操作。
  • 独自のテクノロジで、解析の精度管理と高速化を実現

解析例

解析対象
パーツ、アセンブリ(接着モデル、接触モデル)
解析タイプ
  • 線形静解析:荷重、圧力やモーメントなどを加えたときの応力、変位、ひずみ、安全率などの検証。
  • 固有値解析:破壊の原因となる共振点での周波数、モード形状の検証。
解析種類
  • 現状モデルの解析。
  • パラメトリック解析:設計変更モデルの効果検討。
  • 最適化解析:複数のモデルからの最適モデルの抽出。

静解析結果

静解析結果

固有値解析結果

固有値解析結果

パラメトリック解析

設計変更モデルの効果検討が可能

複数の設計変数(パラメータ)を利用して、パラメトリックに穴径や板厚など変更したときの、それぞれの応力値などを検討することができます。これにより、異なる形状を複数作成する手間が省け大幅な時間の短縮が可能になります。また、1ファイル内で検証するためファイル管理も容易です。

形状の最適化

設定した制約条件と設計目標を満たす最適な形状を求める

パラメトリック解析を利用し、デザイン拘束を満たす最適な形状を検出することができます。また、CADとCAEの統合により、最適化された結果の形状を1クリックで簡単にモデルに反映することができます。

その他のInventor構造解析の特長

接触定義

アセンブリモデルから部品間の接触定義を接触許容差設定により自動的に抽出することができます。また、手動で設定することも可能です。

接触タイプ
  • 完全固着を意味する接着。
  • 分離を考慮した接触。
  • スライドを考慮した接触。
  • 焼ばめを考慮した接触。
  • バネを考慮した接触。

解析の信頼性

従来の解析では、メッシュの細かさで結果が変わるため、解析のスキルを持つ人材や設計者が解析を行うための解析手法の標準化が必要でしたが、Inventor構造解析は、解析処理時間が高速化された独自のアダプティブP-H法により解析精度を管理することができ、だれでも簡単にバラツキのない結果を得ることができます。

薄肉コンポーネントの解析

薄肉モデルをシェル要素として解析することができ、また、ソリッド要素との混在も可能です。

Inventorフレーム解析

フレームが荷重と拘束を受けている時の変形と応力を把握することができます。フレームジェネレーターを使用して作成したフレーム構造に対して、梁要素を使用して解析します。

薄肉モデルの解析

薄肉モデルの解析

Inventorフレーム解析

Inventorフレーム解析

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