製品性能をシミュレーションするためにSimcenter機械シミュレーション・ソフトウェアについて話し合う人々のグループの画像。

Simcenter

機械シミュレーション

構造、音響、動作など、複数の物理学分野にわたる詳細な製品設計の機械的性能を予測します。シミュレーション・モデルの前処理と後処理を効率的で迅速に行い、正確で高速なシミュレーション・ソルバーを使用できるので、イノベーションに関するエンジニアリングに時間をより多く費やすことができます。

Simcenter機械シミュレーション

複雑性をモデル化して試作回数を削減

シーメンスの機械シミュレーション・ツールには次の機能があります。

  • 複数の物理学分野にわたる機械的性能を予測し、物理試作の依存を軽減
  • シミュレーション・プロセスを高速化して、製品の性能を迅速に評価し、設計を繰り返し検証
  • 業界をリードするソルバーも用いて正確かつ信頼性の高いシミュレーションを行い、計算性能とスケーラビリティを実現
  • 統合されたシミュレーション・ツールにより複雑なマルチフィジックス解析を合理化

Simcenter機械シミュレーション製品をご紹介します

Simcenterは、製品の機械的性能を予測するために必要なツールを備えています。Simcenter機械ツールの全ラインナップをご覧ください。

Simcenter機械シミュレーションの機能

FEの前処理/後処理

シミュレーション・プロセスには、前処理と呼ばれることが多いモデル準備のステップと、後処理と呼ばれることが多い結果解析のステップが含まれます。前処理のステップには、CADジオメトリのインポート、デフィーチャ、クリーンアップ、有限要素 (FE) メッシュの作成、荷重や境界の条件ならびにソリューション・パラメータの定義が含まれます。前処理は、多くの場合、シミュレーション・プロセスの中で最も長く、最も時間のかかるステップです。

Simcenterには、解析モデルの準備に費やす時間を短縮し、結果の評価に時間をより多く費せるようにできるツールが用意されています。CAEジオメトリ編集、包括的なメッシュ作成、FEアセンブリ管理、マルチCAEソルバー環境、シミュレーション結果の高速な後処理やレポート作成の独自ツールを使用して、複数のCADのジオメトリデータから、すぐに実行できる完全な解析モデルを生成します。シミュレーション・モデルの前処理と後処理を効率的で迅速に行い、正確で高速なシミュレーション・ソルバーを使用できるので、イノベーションに関するエンジニアリングに時間をより多く費やすことができます。

FEの前処理/後処理について詳細を見る

熱マッピングを行う車のフレームの3Dモデル。

構造解析

応力や振動に対してコンポーネントや製品アセンブリがどのように反応するかを理解することは、どの業界でも非常に重要です。しかしながら、製品と材料の複雑化が進むにつれて、エンジニアには、線形静解析だけにとどまらないツールが必要になってきました。Simcenterは、単一のユーザー環境内で幅広い用途でシミュレーションを行うために必要な構造解析ソフトウェアを提供します。線形静解析、疲労解析、および非線形解析に別々のツールを用意する必要はありません。その結果、エンジニアリング部門は構造解析ツールを整理統合でき、ユーザーは1種類のユーザー・インターフェースを習得するだけで済みます。

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Simcenter Nastran構造解析ソフトウェアのスクリーンショット。

構造動力学

ほとんどの機械や車両では、構造性能に影響を及ぼす振動やその他の励起が発生します。これまで長い間、さまざまな製品の構造動力学を理解するために物理的な試験法が用いられていましたが、試験はコストと時間がかかるうえ、航空機や船舶のような大型の構造物には適していません。自動車や宇宙船、ジェットエンジン、船舶、電子機器、産業機械の構造動力学を理解する上で欠かせない技術として、シミュレーションが用いられるようになりました。

Simcenterは、動的荷重がかけられたシステムの反応を把握、解析、向上する包括的なソリューションを提供します。50年以上にわたる力学解析の経験に基づいて構築されたSimcenterを使うことで、過剰な振動や応力を効率的に把握して回避することができます。騒音、振動、ハーシュネス (NVH) に関するエンジニアリング、ローター・ダイナミクス、相関に関する専用機能を備えています。

構造力学シミュレーションについて詳細を見る

Simcenter 3Dソフトウェアによる機械設備のCFDシミュレーションの画像。

音響シミュレーション

もっと静かな製品を顧客は望んでいませんか?競合他社は、音質を差別化することでシェアを拡大しようとしていませんか?騒音の規制強化が、製品の売上に影響しそうですか?音場の予測時間を短縮したり、エンジン・ランナップなどのより複雑な作業に費やされる週単位の時間を削減したりですか?

音響ソフトウェアを使って、これらの課題に対処できます。Simcenterは内部および外部音響シミュレーションを統合ソリューション内に提供することで、情報に基づく意思決定を設計の初期段階でサポートし、製品の音響性能の最適化を可能にします。拡張性の高い統合モデリング環境と効率的なソルバー、わかりやすい可視化機能を組み合わせて使用できるので、製品の音響性能を素早く把握できます。

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ヒートマップが音の振動を示すモーターの3Dモデルの画像。

耐久性解析と疲労解析

耐久性に対応しなければならないエンジニアにとって最も難しい課題は、まぎれもなく、フェールセーフ機能のあるコンポーネント/システムを最も効率的な方法で設計することです。システム部品の疲労強度が不十分であると、永久的な構造損傷や生命にかかわる事態を引起こす恐れがあります。また設計ミスは、製品イメージのみならず、ブランド全体のイメージを損なう製品リコールにつながりかねません。開発サイクルの短期化と厳しさを増す品質要件は、試験ベースの耐久性アプローチが限界に近付きつつあることを示しており、耐久性ソフトウェアの手法を使用するシミュレーションを活用して耐久性能を評価や改良する方法が唯一の代替案と言えるでしょう。

Simcenterは、現実世界に近い荷重条件を踏まえて、疲労寿命予測解析を素早く正確に実行するための最先端の疲労解析方法を提供します。

耐久性解析と疲労解析について詳細を見る

応力試験のヒートマップレイヤーを含む機械部品の3D画像

動作シミュレーション

翼のフラップや着陸装置、スライド式のサンルーフやサスペンション、コピー機やその他の機構などの複雑な機械システムでは、エンジニアリングで必要な性能を把握することは難しい課題です。動作シミュレーションでは、マルチボディ・ダイナミクスを使用して、機械システムの反力、トルク、速度、加速度などを計算できます。CADジオメトリとアセンブリの制約を正確な動作モデルに直接変換したり、独自のマルチボディ・モデルを最初から作成したりできます。組み込みの動作ソルバーと強力な後処理機能により、幅広いメカニズムの動作を検証できます。

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ブルドーザーの3Dモデルの画像

タイヤのシミュレーションと試験

タイヤは、車両の挙動に大きな影響を及ぼす、非常に複雑な非線形の車両コンポーネントです。車両モデルの数が市場で増え続けるにつれて、試験や検証をするべきユースケースの数も増えます。こうした事情に、開発時間の削減要求が加わることで、物理的な車両試験に替わるシミュレーションの必要性がこれまで以上に高まっています。

タイヤ性能のモデリングには、多くの専門知識と技術が必要です。そのため、Simcenterはスケーラブルなカスタマイズ・ソリューションをエンジニアに提供しています。Simcenterの最終目標は、タイヤの力とモーメントを正確に示すシミュレーションであり、さまざまな車両性能シミュレーションで使用できるようにすることです。

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タイヤの3D画像

熱シミュレーション

熱の管理は、産業機械、自動車、家庭用電化製品などの幅広い製品における主要な検討事項です。いずれの熱管理ソリューションも、その目的は、製品の温度を性能に最適な温度範囲内に維持することです。これを達成するには、受動的または能動的に管理された方法で熱を取り除くまたは加える必要がある場合があり、それらは熱シミュレーション・ソフトウェアを使用して評価することができます。

Simcenterには、業界トップクラスの包括的な熱シミュレーション機能が搭載されています。これらの機能は、製品の熱特性を理解し、性能が最適になるように熱管理ソリューションを調整する支援をします。

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Simcenter熱管理シミュレーションの画像。

マルチフィジックス

簡単に解析できる問題など残っていない。これが、最新のエンジニアリングの不都合な真実です。業界の要求に応えるには、「ちょっとしたCFD」や「ある程度の応力解析」ではもはや不十分です。産業機械の複雑な課題を解決するには、さまざまな物理現象に対応できるソリューションが必要です。こうした問題は、複数のエンジニアリング領域を網羅できるシミュレーション技術でしか解決できません。

Simcenterを使えば、マルチフィジックス・シミュレーションを合理化し、現実世界の条件をより正確にシミュレーションできます。

マルチフィジックス・シミュレーションについて詳細を見る

熱マッピングを含む機械部品の3Dモデルの画像

アディティブ・マニュファクチャリングのビルド・シミュレーション

アディティブ・マニュファクチャリング (AM) は製品の製造方法を一変させつつあります。新しい革新的な機械とプロセスが生まれることで、アディティブ・マニュファクチャリングの活用場所は試作環境から生産現場に急速に変化しつつあります。Simcenterのアディティブ・マニュファクチャリング機能により、部品の3Dプリントを行う前に歪みや欠陥を予測できるので、テストプリントの数を減らし、最終加工物の品質を向上させます。

アディティブ・マニュファクチャリング・シミュレーションについて詳細を見る

コンピューターで3Dビルド・シミュレーションを作成する女性の画像

乗員安全性シミュレーション

乗員と歩行者の安全性は、設計において非常に重要な要素です。安全性こそ自動車が製品として承認されるかどうかの決め手となります。したがって、市場投入前に試作車を徹底的にテストする必要があります。しかし、このテストはコストがかかり、特に問題が見つかった場合は大幅な遅延を招く可能性があります。そのため自動車メーカーは、シミュレーションによって前もって調査・解析をすることで試作にかかる時間とコストを抑えようと務めています。

乗員安全性シミュレーションについて詳細を見る

より安全な車両を設計するための正確で効果的なシミュレーション手法を提供するSimcenter乗員安全シミュレーション・ソフトウェアのスクリーンショット。

設計スペースの探索と最適化

最先端のイノベーションの競争で勝ち続けるには、設計変更が製品の実際の性能に及ぼす影響を迅速に予測できなければなりません。エンジニアリング・シミュレーションによって、想定される動作条件下で製品がどのように動作するかをコスト効率良く評価できます。

設計の探索と最適化ソリューションを活用すれば、シミュレーションを次のレベルに引き上げ、優れた性能を有する新しい革新的な製品設計を生み出すことができます。

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1つの機械部品の5つの異なる設計の画像

柔軟なパイプ、ホース、ケーブル

多くの機械には、動作する機械を通る必要があるホースや電気ケーブルがある場合が多く、機械の動作中にそれらのケーブルやホースがどのように動くかを知ることが重要です。ホースにねじれが生じるでしょうか?電気ケーブルに曲がりや切断が生じるでしょうか?

Simcenterを使えば、これらの問いをはじめ、さまざまな課題に対応できます。

自動車用ブレーキシステムの3Dモックアップの画像