主な内容
- 3D CAD環境の解析活用効果
- 解析ソフトの選定ポイント
- SOLIDWORKS Simulationのメリット
設計者が使う！ 構造解析ソフトの重要性とメリット
設計者が使用する解析ソフトについて
「解析ソフトは専門の技術者が扱うもの」という印象をお持ちではありませんか？ 近年では、設計者自身が日常業務の中で活用できる、直感的で使いやすい解析ソフトが数多く登場しています。
本記事では、設計者にとっての構造解析の重要性や導入による具体的なメリットについて、分かりやすく解説します。
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構造解析の重要性
1．製品の信頼性を支える「構造的安全性の確保」
製品の構造的な不具合は企業の信用失墜やリコールにつながります。設計段階での安全性の検証が不可欠です。
2．試作・試験だけに頼らない開発体制で「コストと時間を最小化」
従来の試作・試験を繰り返す方法ではコストと時間がかかります。試作・試験に依存しない開発プロセスへの転換が求められています。
3．属人化を脱却し「設計力の向上と設計ノウハウの共有化」
ベテラン技術者の経験に頼る設計は属人化の課題があります。設計根拠を数値で裏付け、ノウハウを共有する体制が必要です。
構造解析のメリット
1．材料の最適化と構造強度の可視化による安全性の担保
構造解析ソフトを活用することで、設計段階から応力や変形の分布を数値だけでなく視覚的にも把握ができ、構造的な弱点と原因を事前に特定できます。
例えば、構造解析ソフトを用いて構造の最適化を行い、材料費を約30～50％削減しながらも製品の安全性とコストの両立を実現した事例もあります。
2．試作レス開発による工数・期間・コストの大幅削減
構造解析ソフトを用いることで、物理的な試作を行わずに仮想空間上で構造検証が可能となります。
ある事例では、これまで実績と勘に頼っていた設計を解析で可視化できるようになり、要求仕様に到達するまでの開発工程時間が30～40％短縮されました。また、他の事例では、10tの金型を7tに軽量化することに成功し、材料費と加工コストの削減にもつながっています。
3．設計根拠の数値化とナレッジの標準化による属人化の解消
構造解析ソフトは、設計の根拠を数値で明確に示せるため、経験や勘に頼らない設計が可能になります。若手技術者でも同等の設計を再現できるまで仮想空間上でトライ＆エラーを行えるようになります。
ある事例では構造解析の活用により、設計初期段階で不具合の要因特定や対策検討ができるようになり、開発期間を約半分に短縮。さらに設計ノウハウの共有と標準化が促進され、組織全体の設計力向上に貢献しています。
設計者が使う構造解析ソフトとは
近年では、設計者自身が手軽に構造解析を行えるよう、3D CAD上で直接動作する構造解析ソフトが多数登場しています。
設計と解析を同一の画面・操作環境で実行でき、設計と検証のサイクルを迅速に回せるようになり、設計プロセスの効率化や品質向上に寄与します。
SOLIDWORKSで行う構造解析
SOLIDWORKSは、機械系3D CADとして高いシェアを誇り、直感的な操作性に定評があります。
SOLIDWORKS上で動作する「SOLIDWORKS Simulation」は、設計者が初めて構造解析を扱う場面でも使いやすいインターフェイスが特長です。解析条件はCADモデルと連動しており、設計の変更が解析結果にも即座に反映されるため、設計と解析を一貫してスムーズに行えます。
SOLIDWORKS Simulation 全体画面
SOLIDWORKS Simulation 拘束条件画面
まとめ
構造解析は、製品の強度や耐久性を事前に確認し、設計の手戻りや不良の発生を未然に防ぐために不可欠な手法です。応力・変位・安全率などの評価指標を通じて、定量的な強度評価が可能となります。
さらに、解析結果をもとに複数の設計案を比較・検討することで、最適な形状を導き出せます。これにより、品質向上、コスト削減、設計リードタイムの短縮といった具体的なメリットが期待できます。
自社の課題解決に向け、構造解析の導入をぜひご検討ください。
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設計者が利用する製品設計の効率化に向けた解析活用のすすめ
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