連成解析
専門解析ソフトウェアと連成させ複数の物理現象における相互作用を正確にシミュレート

連成解析

連成解析とは、2つ以上の物理現象が相互に及ぼす影響を考慮した解析をすることを指します。例えば、高温・高速流体が構造体に衝突する際、熱伝播や変形に大きな影響を与え、それにより発生した流体力がさらに大きく構造体の変形に影響を与えることがあります。このようにお互いに影響を及ぼし合う事象を正しく評価するには、連成解析が必要となります。一般に連成解析には双方向連成と片方向連成があり、以降で紹介する内容は片方向連成となります。片方向連成は、解析時間ステップごとに相互にデータをやり取りします。また、最近では製造プロセスで発生する因子を設計段階で考慮することも少なくもありません。この観点で最近よくお聞きする連成解析の利用シーンを以下に示します。

連成解析が必要となるシーン(例)

製品設計

鋳造品
製品の機能に影響を与えるような反り/焼けが発生
鍛造品
熱処理済み後、製品の部位ごとに強度が異なり、一部破損が発生
樹脂製品
製品の機能に影響を与えるような反り/引け/白化が発生

型設計

ダイカスト金型
製品の機能に影響を与えるひび割れの発生 バリ発生/スライドのかじり/離形時の押しピン損傷/熱による金型疲労寿命 残留応力の違いによる強度ばらつきがあり/破損が発生
射出成形金型
バリ発生/スライドの機構のかじり/熱収縮のアンバランス/反りの発生
プレス金型
プレス型崩れによる製品寸法のずれ/成形中の型損傷/スプリングバックの予測と型見込み

他ソフトと連成解析をすることで、より正確な評価検討が可能です

ADVENTUREClusterでの連成解析

パワフルなSolverで連成解析も高速解析

連成解析における時々刻々と変化する事象を正しく再現するには、より多くの計算ステップが必要になります。高速な計算が得意なADVENTUREClusterでは、連成解析に要求される膨大な計算も短時間で終えることができます。

マッピングツールCollaboで手軽に連成解析

連成解析の際、各解析結果のデータフォーマットが異なりデータ授受が上手くいかないケースがあります。当社では、独自のマッピングツールCollaboをご用意しております。Collaboを用いることでデータ授受を手軽に行うことが可能です。

連成解析事例

製品設計 ケーブルハーネス ケーブルハーネス よくある課題
ハーネス挙動の影響によるクリップ破損 
板材にクリップを挿入する工程を計算しました。さらに、IPS(経路解析ソフト)で計算したクリップにかかる荷重をADVENTUREClusterの境界条件として与え、クリップがどのような変形や応力を発生するか解析しました。ADVENTUREClusterでは、接触が複雑な計算も安定して計算が可能なため、クリップの強度解析も安定して計算が可能です。
鍛造品鍛造品 よくある課題
歯車噛合解析の計算収束性
鍛造ソフトと、構造解析の連成解析を実施することで、熱処理済みの金属製品の詳細な強度解析が可能です。また、本解析の歯車噛合解析は接触計算が難しいですが、ADVENTUREClusterは複雑な解析も安定して計算が可能です。
型設計 射出成形金型射出成形金型 よくある課題
バリ発生 スライド機構のかじり 熱収支のアンバランス
樹脂流動解析ソフトより得られた温度分布、圧力分布を熱応力解析の境界条件として利用することができます。これにより、樹脂成形工程において金型に生じるダメージを精度よく予測することが可能です。
プレス金型プレス金型 よくある課題
疲労寿命による型の割れ 
プレス成形解析ソフトにより得られた圧力分布を境界条件として利用することができます。これにより、プレス工程において金型に生じるダメージを精度よく予測することができ、高/低サイクル疲労寿命の予測をおこなう事が可能です。

SCSK独自の連携解析事例への取り組み

ADVENTUREClusterをコアとして、当社が取り扱うCAEソフトウェアとの連携を強化しております。

SCSK独自の連携解析事例への取り組み
連携技術構築、連携ツール開発
よりリアルな強度・剛性評価へ
SCSK取り扱い製品はこちら

https://www.scsk.jp/sp/cae/index.html

双方向連成ツールーMpCCI

ベンダーに依存しない唯一の連成インターフェース
双方向連成ツールーMpCCI

マルチフィジックス連成解析インターフェースツールMpCCIを利用することで、他の解析ツールと相互に連成し、非定常双方向連成解析が可能となります。熱流体解析用ソフトウェアは、ANSYS Fluent、STAR-CD、OpenFOAM、STAR-CCM+などに対応、電磁気学ソフトウェアは、JMAG、ANSYS EMAGなどに対応しています。機構・制御モデルでは、MSC.Adams、Flowmasterなどに対応しています。 MpCCI は Fraunhofer SCAI が開発した異なる物理領域同士のCAE連成環境を実現するためのインターフェースです。 複雑な物理現象の予測技術に必要不可欠な連成環境を実現可能にします。

双方向連成ツールーMpCCI

基本機能

  • 高速高速で安定したマッピング
  • 柔軟なコード連成同期機能
  • 開放されたコード・アダプタAPI
  • 並列計算対応

MpCCI対応インターフェース

ベンダーに依存しない唯一の連成インターフェース
構造解析
  • ADVENTURECluster
  • Abaqus
  • ANSYS Mech. APDL
  • MD Nastran
  • MSC.Marc
計算流体力学
  • ANSYS ICEPAK
  • ANSYS Fluent
  • FINE/Hexa
  • FINE/Open
  • FINE/Turbo
  • OpenFOAM
  • STAR-CCM+
  • STAR-CD
システム・レベル・モデル
  • Flowmaster
  • MSC.Adams
  • MATLAB
  • SIMPACK
幅射
  • RadTherm
電気化学
  • ANSYS EMAG
  • Flux
  • JMAG

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