E Easy, Accurate and Practical Solution for True Analysis‐ Easy, Accurate and Practical Solution for True Analysis A dP i lS l i f T A l i ‐driven Design di D i Confidential No part of this document may be circulated, quoted or reproduced for distribution outside the organization without prior written approval from MIDAS IT, Co., Ltd. (株)マイダスアイティ 概要 Total Solution for True Analysis‐driven Design トータルエンジニアリング企業（⼯学ソフトの開発〜コンサルティング） 業務内容： ⼯学技術ソフトウェアの開発、販売、エンジニアリングコンサルティング 設⽴年度：2000年9⽉1⽇、POSCO 2000年9⽉1⽇ POSCO グループのベンチャー1号 MIDASファミリープログラム： 機械、⼟⽊、建築、地盤分野のCAE ソフトウェア - 1989年に開発開始、1996年に商⽤化 8つの海外法⼈と40の販売代理店を通じて、全世界にCAE ソフトウェアを販売 - 海外法⼈:中国 (北京、上海、広州、成都、シンヨウ)、アメリカ(ニューヨーク)、インド、⽇本 2009年11⽉現在、約300名の開発専任者とエンジニアが在籍 (韓国本社: 210名) “グローバルエンジニアリング・ グロ バルエンジニアリング・ ソリューションの開発＆サービス提供” http://www.midasNFX.jp/ 2 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 概要 MIDASプログラムの主な適⽤事例 Total Solution for True Analysis‐driven Design 世界的な主要構造物の構造解析と設計に適⽤ 2002年 ⽇韓ワールドカップ メインスタジアム (韓国) サンアムランドマークタワー (韓国) 仁川⼤橋 (韓国) 仁川国際空港旅客ターミナル (韓国) 延⾯積: 47,000坪 収容⼈数: 66,000名 66 000名 ソウルライトビル ⾼さ: 640M, 640M 133階 韓国最⻑の斜⻑橋(世界 3位) 総⻑さ: 1,480M 1 480M 延⾯積: 12,000坪 ⾼さ: 180M Burj Dubai Tower (ドバイ) 2008年北京オリンピック メインスタジアム (中国) 北京国際ターミナル (中国) ストン⼤橋 (中国) 世界最⾼層ビル ⾼さ: 800M, 160階 延⾯積: 78,000坪 78 000坪 収容⼈数: 91,000名 延⾯積: 300,000坪 ⼯事費: 4,000億円 世界最⻑の斜⻑橋 総⻑さ: 8,206M http://www.midasNFX.jp/ 3 MIDAS Information Technology Co., Ltd. midas NFX とは？ 概要 Total Solution for True Analysis‐driven Design Nastran ベースの最新構造解析ソリューション ⾼い信頼度を持つNastranの解析機能 (線形静的 動解析 熱伝達 複合材料) (線形静的、動解析、熱伝達、複合材料) 実務的な上級の解析機能 (接触、⾮線形、疲労、パラメトリックスターディ) 最新のWindowsグラフィック技術を ベ スにした統合プリ/ポスト環境 ベースにした統合プリ/ポスト環境 http://www.midasNFX.jp/ 4 MIDAS Information Technology Co., Ltd. ⼀貫した作業環境 概要 初級者 解析⼊⾨者 Total Solution for True Analysis‐driven Design 中級者 ⼀般設計者 上級者 解析専任者 • ⽇本語の作業環境 • CADとの連携作業 • ⾃動/⼿動モデリング • 解析ウィザード 解析ウィザ ド • 体系的な作業流れ • 上級の荷重/境界条件 • 結果の確認 • 実務設計⽤の結果 • 豊富な解析制御 • 報告書⾃動作成 • 基本+上級解析 • 結果の演算/変換 • 単⼀プログラムの使⽤による⼀貫した解析能⼒の発展 単 プ グ 使 よ た解析能 発 • 初級者と上級者が⼀緒に協業/共有できる作業環境 • カスタマイズによる主なプロセスの標準化/⾃動化/専⽤化 http://www.midasNFX.jp/ 5 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 製品構成 概要 Total Solution for True Analysis‐driven Design 幾何モデリング 結果処理 多様なCADインタフェース、 ⾃体モデリングとクリーンアップ 多様なグラフィックの表現⽅法 と数値テーブル メッシュ⽣成 Nastranソルバ 線形/⾮線形の静的/動的/熱/接触解析 機能 優 機能と優れた解析速度 解析 度 ⾃動、マップド、⼿動のメッシュ⽣成 解析データの⼊⼒ Nastran専⽤のエディタ GUIとテーブルベースの多様な解析データの⼊⼒ http://www.midasNFX.jp/ Nastranの⼊⼒ファイル専⽤の編集機能とヘルプ 6 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 概要 NFXの作業環境 Total Solution for True Analysis‐driven Design タブ ツールバー 作業ウィンドウ 作業ツリー タスクペイン （カスタマイズ可能） コンテクスト メニュー テーブルウィンドウ （Excel互換） プロパティ ウィンドウ 単位系変換 出⼒ウィンドウ http://www.midasNFX.jp/ 7 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 概要 実務の解析ウィザード Total Solution for True Analysis‐driven Design 線形静的、モード、座屈、熱伝達、落下 (※ ウィザードのカスタマイズ開発も可能) 1 3 4 5 解析実⾏ 解析種類の選択 6 2 荷重/境界条件の指定 材料定義、指定 6ステップで完了 CADデータの読み込み 主な結果の確認 http://www.midasNFX.jp/ 8 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 概要 CAD/CAE インターフェイス Total Solution for True Analysis‐driven Design 多様なMCAD インターフェイスと最適設計のためのパラメトリックスターディ STEP, IGES, Parasolid AutoCAD DXF CATIA V5 (R10~R19) SolidWorks S lidW k (2000~2009) (2000 2009) UG (15~NX6) MCAD形状 Pro/E (2000i~WildFire4) 初期解析を実⾏ Inventor (V10, V11) ⼨法変更による⾃動更新 SolidEdge (V10~V20) Nastran, ABAQUS LS-Dyna, Ansys (2010/09) パラメトリックスターディ・パネル (変数: 応⼒、変位、安全率、重量、固有値) http://www.midasNFX.jp/ 9 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 概要 VBA API カスタマイズ Total Solution for True Analysis‐driven Design Windows標準のVBA APIを利⽤した⾃動化、専⽤化、他製品との連携 主要個所にパタンメッシュを⽣成 (例: ノズル周りにパタンメッシュ) ⼨法変更によるモデルの⾃動アップデート / 再作成 (例: 補強材の厚さ、個数と位置の変更) 補強材の厚さ 個数と位置の変更) パタン的な繰り返し荷重の定義/指定の⾃動化 (例: 移動する発熱元の定義) http://www.midasNFX.jp/ 10 Windows製品との連携活⽤ (例: Excel⼊⼒→解析→Excel結果) MIDAS Information Technology Co., Ltd. 업그레이드 2010 改善 CADインターフェイス Total Solution for True Analysis‐driven Design MCAD 最新バージョンの対応とアセンブリ性能の改善 Inventor • 対応データの 拡張 • 処理速度の向上 • アセンブリ インターフェイス の改善 中空ソリッド トポロジ処理 の改善 http://www.midasNFX.jp/ SolidEdge Pro/E Sliver Face 処理改善 アセンブリ処理の改善 中空ソリッド トポロジ処理 の改善 11 <共通改善> • 対応範囲の拡張 • 処理速度の向上 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 업그레이드 2010 改善 CAEインターフェイス(1) Total Solution for True Analysis‐driven Design ABAQUS インターフェイスの強化 線形静的解析 モード解析 モ ド解析 座屈解析 / 熱伝達/熱応⼒解析 ⾮線形静的解析 NFX(-Modeler)でモデル作成 ( ) ABAQUSに伝達 Q ((INPファイル)) NFX 2010 NFX-Modeler ABAQUS LS-Dyna NFX-Modelerを利⽤したデータ互換 NFX Modelerを利⽤したデ タ互換 http://www.midasNFX.jp/ NFX(-Modeler)で結果確認 NFX( M d l )で結果確認 (FILファイル) 12 ABAQUSで解析実⾏ MIDAS Information Technology Co., Ltd. 업그레이드 2010 改善 CAEインターフェイス(2) Total Solution for True Analysis‐driven Design LS-Dyna専⽤GUIとインターフェイス(*.key, *.d3plot, グラフ⽤のテキストファイル) <例1> LS-Dyna 専⽤GUI (材料: *Mat) http://www.midasNFX.jp/ 13 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 업그레이드 2010 改善 CAEインターフェイス(3) Total Solution for True Analysis‐driven Design LS-Dyna専⽤GUIとインターフェイス(*.key, *.d3plot, グラフ⽤のテキストファイル) <例2> LS-Dyna 専⽤GUI (解析条件: *Control) http://www.midasNFX.jp/ 14 MIDAS MIDAS Information Technology Co., Ltd. Information Technology Co., Ltd. 업그레이드 2010 改善 モデルのマージ機能 Total Solution for True Analysis‐driven Design 複数のモデルファイルを⼀つのファイルに併合/使⽤ → 階層的なモデル管理と再活⽤ 上部モデル 上部のシェルモデル http://www.midasNFX.jp/ 下部モデル 下部構造モデル 15 全体モデル 全体モデル MIDAS Information Technology Co., Ltd. 解析機能 NFXの解析機能 Total Solution for True Analysis‐driven Design トータル27種類の実務解析機能を提供するトータル構造解析ソリューション 接触解析 線形静的解析 モ ド/座屈解析 モード/座屈解析 (線形、⾮線形 線形、⾮線形)) (回転対称、プレストレス) (プレストレス) 動解析 (時間、周波数、ランダム) midas NFX 熱伝達/熱応⼒解析 ⾮線形解析 落下解析 (材料、幾何、接触) パラメトリックスターディ 疲労解析 複合材料解析 http://www.midasNFX.jp/ 16 (定常、⾮定常) MIDAS Information Technology Co., Ltd. 解析機能 分類 要素ライブラリ 要素種類 1D ロッド(CROD), バー(CBAR) 梁(CBEAM), パイプ(CPIPE) チューブ(CTUBE), ケーブル(CCABLE)プ ロット1D, … 2D シェル(CQUAD4/8/R, CTRIA3/6/8) - シェル, 板曲げ, ⾯内,平⾯ひずみ - 引張専⽤ 複合シェル (PCOMP) プロット2D (PLOTEL), … 3D ソリッド (CHEXA, CPENTA, CTETRA) 複合材 ソリッド (PCOMP), … その他 Total Solution for True Analysis‐driven Design バネ(CELAS1, CELAS2) 質量 (CMASS1, CMASS2) 減衰 (CDAMP1, CDAMP2) 集中質量 (CONM2) ブッシュ(CBUSH), 溶接(CWELD) ギャップ(CGAP) 剛棒(RBAR), 剛体(RBE2) 補間 (RBE3), ( 3) … http://www.midasNFX.jp/ 1D フレームモデル フレ ムモデル シェル/ソリッドの混合モデル ソリッド/フレ ム ソリッド/フレーム 混合モデル 17 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 解析機能 実務的な要素、荷重/境界条件 Total Solution for True Analysis‐driven Design 実務の設計時の解析で良く使⽤する要素、荷重/境界条件の簡単作成 結合要素/モデリング y 剛体連結、溶接要素、ボルト/ピン結合 剛体連結 溶接要素 ボルト/ピン結合 荷重 y ⾃重・集中荷重・モーメント・圧⼒・温度・変位 ボルト作成+接触条件 y 遠⼼⼒、遠隔荷重、ボルト荷重 境界条件 y 固定/ピン/回転/対称条件、回転対称、 固定/ピン/回転/対称条件 回転対称 MPC ⼤きさが変化する荷重、任意⽅向の拘束 y 関数 (位置の関数で⼤きさを定義): |P|=f(x) y 座標系(直交/円筒座標系) ボルト連結 • 剛体連結+梁要素 • ボルト荷重 - 締結⼒ - トルク (直径、個数) 遠隔荷重 遠⼼⼒に対するインペラ解析 http://www.midasNFX.jp/ 18 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 업그레이드 2010 改善 軸対称要素の追加 Total Solution for True Analysis‐driven Design 軸対称要素の追加 - 回転体形状に対する簡単かつ正確な構造解析 回転体形状の場合、2D軸対称要素で解析可能 軸対称条件を満⾜する場合に使⽤ → モデル形状, モデル形状 荷重など 3Dソリッドモデルと同じ変位、応⼒結果を提供 3Dソリッドモデル (⼀般的な3D解析) 節点: 32,633 要素 : 19,472 2D軸対称モデル 節点 : 1,256 1 256 要素 : 552 Z軸に対する軸対称形状 内圧荷重を適⽤ http://www.midasNFX.jp/ 19 メイン躯体の 厚さ検討のための 軸対称モデル MIDAS Information Technology Co., Ltd. 解析機能 接触解析 Total Solution for True Analysis‐driven Design 複雑なアセンブリモデルと⾮線形接触に適した実務的な接触解析 3次元の⾯-⾯, ⾯-線 接触解析 ⾃動/⼿動の接触定義 ※ ソルバによる接触⾯の⾃動定義 接触挙動 y ⼀体挙動, ⼀般, すべり, すべり無し y 摩擦係数, 剛性係数, ｵﾌﾟｾｯﾄ, 浸透量 線形接触, 熱接触 (熱伝導) ゴムシールの⾮線形接触解析 鋼管の⾮線形座屈 ソルバによる接触⾯の⾃動定義の例 バ よ 接触 ⾃動定義 例 ⾃由端の連結 (⾯-線) http://www.midasNFX.jp/ ケーブルのねじり 医療⽤ステントの結合 20 複雑なアセンブリのパーツ間の⾃動連結 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 업그레이드 2010 改善 接触設定の管理機能の追加 Total Solution for True Analysis‐driven Design 直観的で便利な接触⾯設定の管理機能の追加 多様な接触⾯の定義に対して便利な管理機能を提供 接触パラメ タと接触種類などを簡単に確認/修正/管理可能 接触パラメータと接触種類などを簡単に確認/修正/管理可能 → 表⽰/⾮表⽰, 作成, 削除など 接触ペアの定義/修正 リストを利⽤したタイプ変更 接触ペアの確認 (表⽰/⾮表⽰) http://www.midasNFX.jp/ 21 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 업그레이드 2010 改善 接触解析の機能改善 Total Solution for True Analysis‐driven Design 接触解析の操作便宜性の向上と⾮線形接触解析の収束性の向上 SLINESLIDETYPE パラメータの追加 y 剛性増減係数の⾃動設定で⾮線形解析の収束性を向上 y 別途の設定無しに静解析、動解析によって⾃動適⽤ CONTACTSTAB パラメータの追加 y 接触間の初期開きによる特異性エラーの発⽣を防ぐ 初期開きの存在 → <既存> 特異性のエラー発⽣ → <改善> ソルバの⾃動処理で 解析を正常に実⾏ 剛性増分係数 → <既存> ⼿動設定 (線形: 1.0, 1 0 ⾮線形: 0.2) 0 2) → <改善> ソルバが⾃動で最適な値を計算 http://www.midasNFX.jp/ 22 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 解析機能 線形静的解析 Total Solution for True Analysis‐driven Design Nastran 要素と線形接触, ⾼性能の並列ソルバを利⽤した早くて正確な解析 荷重条件別のサブケースと組合せ プレストレス, プレストレス 回転対称条件 結果の組合せ/演算, 結果座標系 線形接触 (初期接触, 微⼩変形) <解析実⾏> 材料特性別の安全率の計算 • GUI 環境で実⾏ • ソルバ単独実⾏ • エディタで実⾏ y 靭性材料: von-Mises 応⼒ y 脆性材料: 主応⼒ ※ 要素粗密度による収束誤差 線形接触(すべり)を利⽤した相対挙動とボルト応⼒の解析 http://www.midasNFX.jp/ 直感的な解析ケース, サブケース/組み合わせの定義GUI 23 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 解析機能 要素粗密度による収束誤差 Total Solution for True Analysis‐driven Design 要素の粗密度の適合性と結果の信頼度の検証, メッシュの⾃動更新 収束誤差基準のメッシュ⾃動更新 誤差密度基準のメッシュ更新の例 (ターゲット誤差密度: 2% 以下) 要素⼤きさ 素⼤きさ 20 10 5 最⼤応⼒ 628.36 560.16 549.97 変化率 12% 2% 収束誤差 11.0% 4.5% 1.8% 信頼度判定 NG OK OK ※ OK 判定基準: 収束誤差が 5(~7)% 以下 http://www.midasNFX.jp/ 24 収束誤差 改善されたメッシュ ※ 解析ウィザード アダプティブ解析法提供 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 解析機能 モード/座屈解析 Total Solution for True Analysis‐driven Design Nastran 要素と線形接触, ⾼性能の並列ソルバを利⽤した早くて正確な解析 Block Lanczos ソルバ 軌道レールのモード解析 (4次モード) 提供結果 y 固有振動数, モード形状, 計算誤差 y 有効質量,有効質量⽐ 線形/⾮線形のプレストレスの考慮 線形接触のサポート モード相関(MAC, MXO) モードデータベース (MDB)をサポート 不連続要素(連続結果) プレストレスモード解析 http://www.midasNFX.jp/ すべり条件を考慮したモード形状 25 ⼀体挙動の接触条件を適⽤した座屈形状 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 解析機能 ⾮線形解析 Total Solution for True Analysis‐driven Design 優れた収束性と実務適⽤性を提供する上級の材料/幾何/接触⾮線形 ⾬除け 材料⾮線形 • 材料/幾何/接触⾮線形 • ゴム材料モデル y 弾塑性, 弾塑性 ⾮線形弾性, ⾮線形弾性 熱弾性, 熱弾性 ゴム, ゴム クリープ y ゴム材料モデル Mooney-Rivlin, Neo-Hookean, Ogden 幾何⾮線形 y ⼤変形/⼤回転 (Updated Lagrangian) 接触⾮線形 y 摩擦挙動, ⾃⼰接触 (Self Contact) プレス成形 実務活⽤のための多様な解析制御 • 材料/幾何/接触⾮線形 • 弾塑性材料モデル y ⾃動荷重増分, 剛性の⾃動更新 y サブケースを利⽤した荷重条件の変化 (挙動/結果の累積, 載荷/ 除荷) y リスターと対応 (⾮線形データベース) y 解析中の収束情報と中間ステップ結果の確認 http://www.midasNFX.jp/ 26 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 업그레이드 2010 改善 超弾性(ゴム)材料定義の改善 Total Solution for True Analysis‐driven Design 実験データを⽤いて、材料モデル多項式の変形定数を⾃動計算 単純引張の実験データ 超弾性材料の⼊⼒ダイアログ (実験データを⼊⼒:関数) 実験値から材料モデルを近似 多軸引張の実験データ 超弾性材料の⼊⼒ダイアログ(変形定数を⾃動計算) ゴムの圧⼊解析 純せん断の実験データ http://www.midasNFX.jp/ 27 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 업그레이드 2010 改善 ⾮線形の⾃動荷重増分の改善 Total Solution for True Analysis‐driven Design ⾃動荷重増分の設定に対する⼊⼒単純化・操作便宜性を改善 NLPARAM パラメータの改善 y 初期増分と最⼤/最⼩増分を指定するだめで⾃動処理 → 荷重増分数の定義必要なし ※ とても⼩さい初期増分で開始し、初期収束後に⾃動増分に移る y ⾮線形解析のデフォルト値に対する収束性能を⼤幅に改善 y 収束性と解の安全性によって⾃動増分処理 ⾃動荷重増分 指数形の荷重増分で 指数形 荷重増分 荷重増分数を最⼩化 → 解析時間を短縮 ⼩さい初期増分で開始 → 初期収束性を確保 http://www.midasNFX.jp/ 28 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 解析機能 ⾮線形解析例 ノ トPC (落下試験) ノートPC コイルバネ Total Solution for True Analysis‐driven Design 板の曲げ タイヤウィル (耐久試験) ギア ゴムの⾯内挙動 ⾃動⾞ドア http://www.midasNFX.jp/ 29 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 解析機能 熱伝達 / 熱応⼒解析 Total Solution for True Analysis‐driven Design ⼀度の解析実⾏で熱伝達、熱応⼒解析を連続計算 定常, ⾮定常の熱伝達解析 線形, 線形 ⾮線形の熱伝達解析 y 温度依存材料モデル 温度 発熱, 伝導, 対流, 輻射, 熱束 y 時間, 温度依存の定義 変形 線上加熱シミュレーション(時間別のステップ関数, 温度依存材料) 熱接触 (不連続パーツ間の伝導) ⾃動時間増分 ※ 独⽴の熱応⼒解析ケースを提供 (⾃動連携: 熱伝達→線形静的) 熱接触 (完全伝導) ⼀般接触 (相対挙動) 不連続分布 ⾼炉の耐⽕壁 解析モデル BLUの熱伝達解析 (6⾯体/4⾯体要素に熱接触を適⽤) http://www.midasNFX.jp/ 30 熱伝達解析 (温度分布) 構造解析 (熱膨張/熱応⼒) MIDAS Information Technology Co., Ltd. 解析機能 解析結果の荷重補間/変換 Total Solution for True Analysis‐driven Design 異なるモデル間で結果を荷重に⾃動補間・変換 値 異なるモデル間で荷重を補間, 伝達 y 温度, 温度 圧⼒, 圧⼒ 変位, 変位 集中荷重, 集中荷重 モ モーメント メント 節点 値 補間値の⼊⼒ (座標/節点 値), ファイル⼊⼒に対応 CFD流動解析 ((温度, 圧⼒計算)) 構造解析モデル ((温度結果の補間/変換)) 空⼒による航空機の⽻の材料/幾何⾮線形解析 (Fluentの空⼒結果を圧⼒荷重に補間/伝達) NFXで構造解析による熱変形, 熱応⼒を計算 http://www.midasNFX.jp/ 31 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 適⽤例 解析結果の荷重補間-⾦型の軽量化 Total Solution for True Analysis‐driven Design ⾦型の軽量化による原価削減 (サイズ, 厚さ, サポート直径に対する繰り返し解析) 圧⼒ 温度 MoldFlowの温度/圧⼒結果を 荷重に補間して適⽤ 変形量 http://www.midasNFX.jp/ 解析モデル (1/2 対称モデル) → 型締⼒, 樹脂圧, 温度 応⼒結果 32 コアの応⼒結果 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 解析機能 動解析 Total Solution for True Analysis‐driven Design 実務的に優れた⾼い信頼度を持つNastran動解析 直接法, モード法 y 過渡応答解析(Transient Response) y 周波数応答解析 (Frequency Response) y ランダム振動 (Random Vibration) y 応答スペクトル解析 (Spectrum Response) y 強制運動 (Enforced Motion) y 複素周波数解析(Complex Eigenvalue) PCBのランダム振動解析(RMS 結果) 線形/⾮線形の動解析 静的荷重の動的荷重への変換 y 多様な荷重条件が使⽤可能 ⾃動時間増分 多様な減衰 y モード, 構造, 材料, 粘性, Rayleigh, 周波数依存 DMIG (Direct Matrix Import & Export) http://www.midasNFX.jp/ 33 エンジンアセンブリの⾮線形動解析 (接触, 幾何⾮線形) MIDAS Information Technology Co., Ltd. 업그레이드 2010 改善 応答スペクトルDBのサポート Total Solution for True Analysis‐driven Design 耐震設計のための多様な応答スペクトルDBの提供 設計スペクトルDB 設計スペクトルの選択/定義 y Japan y Korea y China (JTJ) ( ) y KBC (2005) y KBC (2009) y IBC2000 (ASCE7-98) 応答スペクトルの⾃動⽣成 y UBC (1997) http://www.midasNFX.jp/ 34 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 解析機能 疲労解析 Total Solution for True Analysis‐driven Design 最⼩限の必須データの⼊⼒だけで疲労/ 耐久性を検討 時間領域の疲労 (σ-N, ε-N) y 時間依存的な荷重/応⼒による疲労解析 y von-Mises 応⼒, 最⼤主応⼒, 最⼤せん断応⼒ y 解析対象 (全体, 表⾯節点, 選択節点) y Rainflow Counting y Mean Stress Correction (Goodman, Gerber) 形状と応⼒部分布 疲労寿命 <ステントの疲労耐久性の検討> y 疲労寿命, 疲労寿命 損傷度結果 周波数領域の疲労 (Vibration Fatigue) y 統計的な疲労解析(ランダムな応⼒/ひずみ履歴) y 疲労寿命, 損傷度, 2軸相関⽐の結果表⽰ 疲労寿命 http://www.midasNFX.jp/ 損傷度 35 ベローズの疲労耐久性の検討 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 업그레이드 2010 改善 疲労解析機能の改善(1) Total Solution for True Analysis‐driven Design 材料別に異なるS-N曲線を適⽤して疲労解析 部材別に異なるS-Nカーブが定義・使⽤可能 S-Nカ S-Nカーブの既存の直接⼊⼒⽅式に加え ブの既存の直接⼊⼒⽅式に加え、関数⼊⼒⽅法を追加 関数⼊⼒⽅法を追加 → 実験デ 実験データ タ 疲労計算の応⼒タイプ: Von Mises応⼒、主応⼒ 混合定義に対する 疲労解析結果 <既存> 直接⼊⼒⽅式 http://www.midasNFX.jp/ <追加> 関数⼊⼒⽅式 (実験データ) 36 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 업그레이드 2010 改善 疲労解析機能の改善(2) Total Solution for True Analysis‐driven Design Nastranソルバによる疲労解析(S-N, e-N) 線形静的に対する疲労解析の同時実⾏(S-N, e-N, 多軸) 直接、モードランダムに対する疲労解析の機能改善(e-N, ドランダムに対する疲労解析の機能改善(e N, 多軸) 直接、モ S-Nカーブ e Nカ ブ e-Nカーブ http://www.midasNFX.jp/ 37 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 解析機能 複合材解析 Total Solution for True Analysis‐driven Design 直感的なGUI と専⽤のプリ/ポスト機能によるモデリング 2D, 3D複合材 破壊理論 y Hill, Hoffman, Tsai-Wu, 最⼤応⼒/ひずみ y NASA LaRC02, Puck PCP サンドウィッチ積層複合材の⾃動定義 y Wrinkling, Dimpling, Crimping ⾵⼒発電機の⽻ (幾何学的⾮線形解析) 多様な材料⽅向の定義機能 実務的複合材の結果と結果分析⽅法 ⾮線形解析 ((Progressive g Ply y Failure)) 積層の最⼤/最⼩結果 http://www.midasNFX.jp/ 要素別の積層の結果 38 複合材 梁の⾮線形解析例 (Progressive Ply Failure) MIDAS Information Technology Co., Ltd. 解析機能 陽解法 Total Solution for True Analysis‐driven Design ⼤規模、⾼難易の⾮線形接触解析に適合した⾼性能の並列ソルバ 単⼀作業環境での同⼀モデルと条件の再活⽤ ⾃動接触定義 (Auto Contact Tracking) y ステップ別に接触⾯の⾃動再検索, 定義 y ⼀体挙動, すべり挙動 (摩擦考慮), 分離挙動など 多様な材料モデル, 要素(1D, 2D, 3D, 質量)⽀援 便利な剛体の定義と使⽤ http://www.midasNFX.jp/ 39 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 解析機能 CFDモジュール (※ 別途オプション) Total Solution for True Analysis‐driven Design FEM ベースの熱/流動解析、Moving Meshおよび流体-構造連成解析のサポート FEM ベースのCFDソルバ (※ 2010年下半期) 単 作業環境で同 モデルを使⽤(構造、熱/流動) y 単⼀作業環境で同⼀モデルを使⽤(構造、熱/流動) 3D, 2D平⾯/軸対称の熱/流動解析 ⾼性能の熱/流動解析機能 y 圧縮性、⾮圧縮性、⾮線形熱伝達解析 y 14個の乱流モデルを提供 Moving Mesh / 熱-構造相互作⽤ 熱 構造相互作⽤ 温度解析 ⾎管内 流動 ⾎管内の流動 y ALE (Arbitrary Lagragian Eulerian)アルゴリズム y 流体-構造の相互作⽤(FSI)の対応 ( ) ⾵⼒発電設の置個所の検討 ⾵環境の評価 Moving Mesh / FSI (スローシング) http://www.midasNFX.jp/ 40 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 解析機能 ⾼性能の並列ソルバ Total Solution for True Analysis‐driven Design ⼤規模のソリッドモデルに適した⾼性能の並列ソルバ (マルチコア並列) テストモデル 要素種類と数 ⾃由度 解析 ｼﾝｸﾞﾙ [秒] ﾃﾞｭｱﾙ[秒] ⽐率 ※ テストマシーンの仕様 : Dual Intel Xeon 2.4 GHz CPU, 2GB RAM, Windows XP Professional http://www.midasNFX.jp/ 41 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 업그레이드 2010 改善 その他、解析機能の改善事項(1) Total Solution for True Analysis‐driven Design 接触解析に対するメモリ管理改善と解析速度の向上 メモリ管理機能の改善/強化 y ⼤規模接触モデルサポート強化 y 32ビットシステムで解析可能なモデル 規模が増加 解析速度の向上 y 全体的に20%以上向上 y 接触が考慮されたモデルの場合、 接触が考慮されたモデルの場合 追加的な 性能向上で解析時間を短縮 メモリ管理改善でソルバが⾃動処理 http://www.midasNFX.jp/ 42 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 업그레이드 2010 改善 その他、解析機能の改善事項(2) Total Solution for True Analysis‐driven Design その他の多様な改善で、操作便宜性の増加と適⽤分野の拡張 ⾃動慣性リリーフ機能改善 慣性リリ フで⾃動(AUTO)設定可能 y 慣性リリーフで⾃動(AUTO)設定可能 y ⾃動でCG位置を基準点に処理計算 仮想液体質量機能追加 y MFLUIDキーワード追加 y 要素圧⼒結果の出⼒設定可能 接触アルゴリズム改善 y インターフェイス接触解析可能 ⾃動慣性リリーフ → INREL, AUTO http://www.midasNFX.jp/ 43 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 検証/⽐較 線形静的解析 (1) 線形静的解析 • 要素: ソリッド要素 (CTETRA) 剛体要素 (RBE2) • 荷重: 集中荷重 • 拘束条件: ピン拘束 Total Solution for True Analysis‐driven Design 剛体連結 (RBE2) 集中荷重 ピン拘束 変形図と最⼤変位 http://www.midasNFX.jp/ 最⼤von Mises応⼒ MSC.Nastran Ansys NFX 最⼤変位 0.6026 0.6026 0.6026 最⼤応⼒ 127 660 127.660 127 661 127.661 127 661 127.661 44 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 検証/⽐較 線形静的解析(2) 線形静的解析 • 要素: シェル要素 (CQUAD4, (CQUAD4 CTRIA3) 剛体要素 (RBE2) • 荷重: トーク • 拘束条件: 完全拘束 Total Solution for True Analysis‐driven Design midas NFX MSC.Nastran 最⼤変位: 41.28 mm (節点: 3431) 最⼤変位: 41.66 mm (節点: 3431) 最⼤V 最⼤Von Mi Mises 応⼒ 141.4 応⼒: 141 4 MPa MP 最⼤V 最⼤Von Mises応⼒: Mi 応⼒ 140.3 140 3 MPa MP 完全拘束 トルク MSC SC Nastran NFX ⽐率 最⼤変位 41.66 41.28 99.1% 最⼤応⼒ 140 3 140.3 141 4 100.8% 141.4 100 8% http://www.midasNFX.jp/ 45 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 検証/⽐較 モード解析 Total Solution for True Analysis‐driven Design モード解析 • 要素: 要素 ソリッド要素 ソリ ド要素 (CTETRA) • 拘束条件: 無し (Rigid Body Mode) 8次モード 7次モード 固有振動数 (Hz) モード 9次モード 10次モード 次 ド http://www.midasNFX.jp/ 46 Ansys MSC Nastran NFX 1次 0 0 8.882×10-5 2次 0 0 1.845×10-5 3次 0 2.170×10-4 2.797×10-4 4次 0.21×10-3 4.814×10-4 3.090×10-4 5次 0.64×10-3 6.162×10-4 3.450×10-4 6次 0.78×10-3 6.516×10-4 5.820×10-4 7次 361 05 361.05 352 115 352.115 352 645 352.645 8次 372.97 363.337 364.639 9次 682.58 666.160 667.935 10次 830.88 821.407 821.727 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 検証/⽐較 線形座屈解析 Total Solution for True Analysis‐driven Design 座屈解析 • 要素: 素 シェル要素 素 (CQUAD4, CTRIA3) • 荷重: 圧⼒荷重 (Edge Pressure) • 節点座標系: 円筒座標系 1次モード 圧⼒荷重 (Edge Pressure) 2次モード モード モ ド Tzを除いた完全拘束 3次モード 座屈荷重係数 (BLF) MSC.Nastran Ansys NFX 1次 7.5611 7.3229 7.6787 2次 7.6723 7.3918 7.7536 3次 8.7811 8.4764 8.7673 4次 8.8191 8.5289 8.7991 5次 10.2143 0 3 9.7753 9 53 10.1454 0 5 完全拘束 http://www.midasNFX.jp/ 47 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 検証/⽐較 熱伝達/熱応⼒解析 ⾮定常の熱伝達解析, 線形静的解析 • 要素: ソリッド要素 (CHEXA) • 境界条件: 熱流⼊, 対流 • 解析時間: 30秒 • 時間ステップ: 時間ステ プ 13 ステップ ステ プ • 外気温度: 20度 Total Solution for True Analysis‐driven Design 温度分布 温度分布 応⼒分布 応⼒分布 熱流⼊ 対流 http://www.midasNFX.jp/ 最⼤温度 (最終ステップ) 最⼩温度 (最終ステップ) 最⼤変位 最⼤応⼒ Ansys 92.157 20.076 3.0×10-4 39.71 NFX 92.941 20.074 3.0×10-4 40.01 48 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 検証/⽐較 幾何⾮線形解析 Total Solution for True Analysis‐driven Design 幾何⾮線形解析 (接触考慮) • 解析モデル: ¼ 対称モデル • 要素: シェル要素 (CQUADR) • 境界条件 - LCD Glassと⽀持ボールの間: Glassと⽀持ボ ルの間: すべり接触 - ⽀持ボール (完全拘束) • 荷重: LCD Glassの⾃重 midas NFX Ansys NFX • LCD Glass: 2m X 1 1.7m 7m (厚さ: 0.5mm) 0 5mm) 最⼤鉛直たわみ(mm) • ⽀持ボール: 24個 http://www.midasNFX.jp/ 49 線形解析 幾何⾮線形解析 Ansys (幾何⾮線形解析) -77 77.9 9 -19 19.3 3 -19 19.6 6 MIDAS Information Technology Co., Ltd. ⾮線形接触解析 検証/⽐較 • ⾮線形静的解析 (接触解析) • 要素: 素 ソリッド要素 素 (CTETRA) シェル要素 (CQUAD4) • 荷重: 鉛直⽅向の強制変位 Total Solution for True Analysis‐driven Design midas NFX ABAQUS 板バネ ((ソリッド)) 剛体プレート (シェル) 最⼤Von Mises応⼒: 3,019 MPa 最⼤Von Mises応⼒: 2,998 MPa 最⼤V 最⼤Von Mi Mises応⼒: 応⼒ 2,434 2 434 MPa MP 最⼤V 最⼤Von Mises応⼒: Mi 応⼒ 2,386 2 386 MPa MP 強制変位 初期ギャップ 最⼤応⼒ ABAQUS 4節点 4⾯体 2,998 3,019 100.7% 10節点 ４⾯体 2,386 2,434 102.0% http://www.midasNFX.jp/ NFX ⽐率 50 MIDAS Information Technology Co., Ltd. ⼤規模モデル(32-bit) モデリング Total Solution for True Analysis‐driven Design 32ビット環境での最⼤モデル規模 シェルモデリング 4⾯体 節点 : 1,937,772 要素 : 1,856,732 http://www.midasNFX.jp/ ソリッドモデリング 使⽤メモリ 1.7 Gbyte 4⾯体(⾼次、10節点) 4⾯体(⾼次 10節点) 節点: 2,374,202 要素: 1,675,146 51 使⽤メモリ 1.7 Gbyte MIDAS Information Technology Co., Ltd. ⼤規模モデル(64-bit) モデリング Total Solution for True Analysis‐driven Design 64ビット環境での最⼤モデル規模 シェルモデリング 4⾯体 節点 : 7,969,184 要素 : 7,599,520 http://www.midasNFX.jp/ ソリッドモデリング 使⽤メモリ 使⽤メモリ 11 Gbyte 4⾯体(⾼次、10節点) 節点: 15,036,911 要素: 11,020,055 52 使⽤メモリ 17 Gbyte MIDAS Information Technology Co., Ltd. モデリング 幾何モデリング Total Solution for True Analysis‐driven Design Mid-range CAD レベルの多様な幾何モデリング機能 (曲線、曲⾯、ソリッド) プロファイルの作成 ソリッドの抽出 ソリッドのコピー ソリッドのコピ ソリッドの合体 プロファイルの作成 完成された ソリッドモデル ⽳を掘る (⾼さ指定) http://www.midasNFX.jp/ ⾓のフィレット処理 プロファイルの作成 53 ⽳を掘る (貫通) MIDAS Information Technology Co., Ltd. モデリング 曲⾯のモデリング Total Solution for True Analysis‐driven Design 補強材などの便利なモデリングのための多様なNon-manifold モデリング 曲⾯同⼠のトリムによる曲⾯の交差/連結部の処理 + 曲線による曲⾯の分割 トリムで作成した⽳ 曲線による曲⾯の分割、トリムで作成した⽳ http://www.midasNFX.jp/ 曲⾯のソーイング、和の機能を利⽤した補強材の配置 曲⾯のソ イング 和の機能を利⽤した補強材の配置 (⾮多様体⾯の作成) 54 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 幾何形状のクリーンアップ モデリング Total Solution for True Analysis‐driven Design CAD モデルから簡単に解析モデルが作成できる多様なクリーンアップ 任意曲⾯によるソリッド分割 ⼩さい⾯、短いエッジのマージ http://www.midasNFX.jp/ ⾓度基準でソリッド外郭⾯を抽出 曲⾯/ソリッドの⽳の削除 (選択、直径、周⻑、⾯積ベース) 55 解析⽤のシェル要素 多様なクリーンアップ 多様なクリ ンアップ (無⽋性、連続性、トポロジのチェック/修正) MIDAS Information Technology Co., Ltd. モデリング オートメッシュ⽣成 Total Solution for True Analysis‐driven Design 最適メッシュを簡単に作成できる多様なメッシュ⽣成⽅法 ソリッド・オートメッシュ サーフェス・オートメッシュ 線形 変化 パタン適⽤ 対称に⽣成されたオートメッシュ http://www.midasNFX.jp/ マップドメッシュ 56 ソリッド、シェル、線要素の混⽤ MIDAS Information Technology Co., Ltd. モデリング オートメッシュ (Auto Meshing) Total Solution for True Analysis‐driven Design ⾮多様体の平⾯要素 (内部の点/線を要素に⾃動反映) http://www.midasNFX.jp/ 57 MIDAS Information Technology Co., Ltd. モデリング オートメッシュ (Auto Meshing) Total Solution for True Analysis‐driven Design 境界周りにオフセット要素を⾃動⽣成 http://www.midasNFX.jp/ 58 MIDAS Information Technology Co., Ltd. モデリング オートメッシュ⽣成 Total Solution for True Analysis‐driven Design 2D曲線の情報だけで平⾯の要素を⾃動⽣成 曲⾯作成と閉領域の⼿動定義/指定無しにプログラムが⾃動で閉領域を定義 閉領域別に独⽴的な要素グループを⽣成、登録 閉領域別に独⽴的な要素グル プを⽣成、登録 内部の点/線をメッシュにすべて反映 曲⾯のトラス/梁分割、または2D要素の抽出による補強材/フランジのモデリング 2D 曲線 (DXF, IGES など) http://www.midasNFX.jp/ 閉領域の⾃動定義とオートメッシュ⽣成 59 MIDAS Information Technology Co., Ltd. モデリング http://www.midasNFX.jp/ マップドメッシュ Total Solution for True Analysis‐driven Design 60 MIDAS Information Technology Co., Ltd. モデリング 要素の⼤きさ制御 Total Solution for True Analysis‐driven Design ⾼品質の⾃動/マップドメッシュを作成するための多様なメッシュ制御機能 節点のマッチング (投影、⽐率) 節点の対称分布 アダプティブ分割の例 アダプティブ分割 ユーザーが指定した分割数と形状の特徴を考慮して節点を⽣成 テーブルの⼊⼒指定 (間隔、⽐率) アダプティブ分割 (⾓度、誤差) パタン適⽤ 分割数指定 要素の密度制御⽅法 (節点分布) http://www.midasNFX.jp/ 通常の 要素形状 パタン適⽤ パタ 適 捩じれた要素の⽣成を防⽌するため、ユニオン・ジャックパタンを適⽤ 61 MIDAS Information Technology Co., Ltd. モデリング メッシュの操作と管理 Total Solution for True Analysis‐driven Design ⾼品質メッシュ作成のための多様な操作⽅法と要素管理/チェック 最初のメッシュ NURBS モデル 解析モデル エクスプローラ⽅式のグループ管理と操作 http://www.midasNFX.jp/ 要素ベースのリメッシュ (Non-parametric) ⼿動メッシュの作成 62 要素クオリティのチェック (コンター表⽰、グループ分類) 要素座標系のチェック、整列 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 업그레이드 2010 改善 ⾼性能のAuto-Tetra Mesher Total Solution for True Analysis‐driven Design 新たな⾼性能のTetra Mesher 追加 (Solid Meshing時間を約38%程度短縮) テストモデル1 既存 Mesher 既存 新規 時間(sec) 47.4 30 .0 節点数 413,337 413,337 要素数 298,014 298,014 新規 テストモデル2 既存 http://www.midasNFX.jp/ Mesher 既存 新規 時間( 時間(sec) ) 46 4 46.4 23 7 23.7 節点数 235,339 235,339 要素数 148,924 , 146,539 , 新規 63 63 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 업그레이드 2010 改善 節点分布改善によるメッシュの品質改善 Total Solution for True Analysis‐driven Design ⾼クオリティのオートメッシュ⽣成のための節点分布機能の改善 辺と⾯の間の近接度を考慮 線形変化 y ユーザー定義の節点分布が隣接エッジにも線形に適⽤ ユ ザ 定義の節点分布が隣接エッジにも線形に適⽤ 辺と⾯の間の近接度を考慮 y エッジに与えた節点分布を反対側の⾯にも適⽤ 線形変化 http://www.midasNFX.jp/ 64 64 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 結果表⽰の作業⽅法 結果表⽰ Total Solution for True Analysis‐driven Design Windows環境における直観的で便利な結果分析機能 結果の コンタ 表⽰ コンター表⽰ 線形静的解析結果 結果グラフ モード解析結果 結果表⽰ツリー 結果の数値テーブル http://www.midasNFX.jp/ 65 MS-Excelとの連携作業 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 結果表⽰ 結果表⽰⽅法 Total Solution for True Analysis‐driven Design 最新のグラフィック技術を適⽤した多様な結果表⽰ 多様な結果グラフィック 任意⾯の切断⾯表⽰ アイソサーフェス表⽰と等値⾯基準の部分表⽰ http://www.midasNFX.jp/ コンターとベクトルの同時表⽰ (切断⾯表⽰) 仮想移動によるアセンブリモデルの結果分析 66 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 업그레이드 2010 改善 専⽤のポストビューア Total Solution for True Analysis‐driven Design パラメトリック解析結果の⽐較、⼤規模モデルの結果検討 複数のパラメトリック解析結果の⽐較 ⼤規模モデル(シェル要素200万個)のポスト処理 ⽀持棒の削除 (結果⽐較) 結果⽐較) ウェブ認証形式で フリーレンタル http://www.midasNFX.jp/ メモリ使⽤量 ファイル名 67 ユーザー名 使⽤メモリ 最⼤メモリ MIDAS Information Technology Co., Ltd. 結果表⽰ 結果分析、整理と演算 Total Solution for True Analysis‐driven Design 結果分析、整理のための多様な結果整理機能、報告書作成、グラフ表⽰ 結果の照会とタグ表⽰ 任意線上の結果分布/変化のグラフ 報告書⾃動作成 MS-Excel (Copy & Paste) 結果数値テーブルと24種類の多様な結果グラフ http://www.midasNFX.jp/ MS-Word 形式の報告書 68 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 結果表⽰ 結果演算と変換機能 Total Solution for True Analysis‐driven Design 多様な結果演算、座標系変換 と合計/整理 機能 ユーザー定義数式による結果演算 y 結果成分間の数式⽀援とユ 結果成分間の数式⽀援とユーザー定義の結果作成 ザ 定義の結果作成 任意⽅向の荷重と反⼒合計の計算 結果座標系の変換 (ベクトル、テンソル結果) y 変位、反⼒、速度、加速度、応⼒、ひずみ、部材⼒ ユーザー定義座標基準の ザ 定義座標基準 任意⽅向の断⾯⼒合計 ユーザー定義軸基準の部材⼒合計の計算 直交座標系 円筒座標系 反⼒ 反⼒の 座標系 変換 ユーザーによる結果の線形組合せ http://www.midasNFX.jp/ 69 MIDAS Information Technology Co., Ltd. 結果表⽰ 特殊なポスト機能 Total Solution for True Analysis‐driven Design 結果の検討、設計時に要求される結果分析、整理のための多様な特殊機能 ⾃重の結果 応⼒拡⼤ 応⼒線形化 ⽔平荷重の結果 結果の線形組合せ エンベロープ 結果の組合せ 物体⼒ http://www.midasNFX.jp/ 70 エンベロープ MIDAS Information Technology Co., Ltd. Easy, Accurate and Practical Solution for True Analysis‐ Easy, Accurate and Practical Solution for True Analysis‐driven Design
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