製品情報SOLIDWORKS Simulation

SOLIDWORKSで解析を行うメリット

• データ変換が不要

  データ変換作業時間の削減ができ、変換によってデータ品質が低下することも修復する必要もありません。

• 操作性が一緒なので使いやすい

  使いやすいCADとして定評のあるSOLIDWORKSと同じウィンドウ・同じ操作性で解析を行うことができます。
  例えば細かな面を複数選択したい場合などは、SOLIDWORKSのフィルター機能を使うことで、面のみを素早く選択することができます。

• 設計変更に即座に対応

  SOLIDWORKS内の共通部品Toolboxを使用してアセンブリを作成している場合は、自動的にSimulationではボルトを結合条件として変換する機能などもあり、モデル作成と解析をシームレスに行うことができます。設計変更した場合にも、解析条件はそのまま引き継がれますので、何度も同じ設定を繰り返す必要はありません。

• SOLIDWORKSで定義された材料特性が解析でも自動設定

  材料特性もSOLIDWORKSで定義されたものが自動的に解析でも引き継がれます。

• コンフィギュレーションを使用して相対比較が可能

  コンフィギュレーションは1つのモデルに寸法違いや穴の有り無しなどのバリエーションを持たせる仕組みです。
  解析でもコンフィギュレーションを使用して設定のコピーや結果の比較をすることができ、作業性向上に役立ちます。
  
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他社CADネイティブデータのインポート(3D Interconnect)

• ネイティブ3D CADデータを”変換なし”で直接インポート

  3D Interconnectを使うことにより、Autodesk Inventor、PTC Creo、CATIA、Siemens NX、Solid Edgeといったメジャーな3D CADのネイティブデータを“変換なし”でSOLIDWORKSの環境に取り込み、使用することが可能です。

• 中間ファイルへの変換エラーなど一切なし
• SOLIDWORKSに取り込んだ後、そのまま解析実行が可能
• 複数CADで作成されたデータのアセンブリ解析もシームレスに実行可能

メッシュの自動作成

• 製品形状に合わせて自動的にサイズを調整しメッシュ生成できます。
• 線形静解析限定ですが、自動的にメッシュを調整するアダプティブ法も使用できます。
• ユーザーが部品・面・エッジなどの部位ごとにメッシュサイズを指定するメッシュコントロールという機能も備わっています。
• デザインシナリオ機能では、解析条件やモデルのサイズをパラメータとして設定することで、自動的にメッシュを変更します。

充実したアセンブリ接触解析

• 接触定義や隙間のあるボンドなど、すばやく高度な設定が可能

  ・部品の接合状態から自動で接触を検出

  ・接触定義の箇所に対して可視化プロット

  ・不安定部品の検出と部品間の微小隙間を自動接合

わかりやすい設定手順と多彩な結果評価

• 初心者にもわかりやすいインターフェースと高度な結果表示とレポート機能

  ・SOLIDWORKSと統一された用語

  ・視覚的に理解しやすいインターフェース

  ・複数の解析結果を同時に比較検討

  ・任意個所の結果を素早く取得

  ・様々なプロットを含めたカスタムレポートを作成して公開

線形静解析

• 変位や応力など、機械設計に欠かすことのできない解析です。

  ・アドバイザー機能により誰でも容易に設定可能

  ・複雑なアセンブリ接触解析も詳細に検証

  ・他の解析(機構、熱伝導、流体)と完全連携

  ・多彩な結果表示により様々な視点から設計を検証

  ・デザインシナリオで解析タスクを自動化

機構解析(Motion、モーション)

• 製品稼動時の動作、メカニズムの挙動を試作前に把握します。

  ・SOLIDWORKSの合致条件をMotionへ自動転送

  ・動力消費量を把握し、モータ選定へフィードバック

  ・動的な干渉チェックによる設計ミスの低減

  ・メカニズムサイクル全体での応力と変位の可視化

疲労解析

• 繰り返し荷重による損傷を予想し、応力の集中を計算します。

  ・複数の繰り返し荷重から引き起こされる損傷を把握(損傷プロット)

  ・疲労破壊を引き起こすサイクル数を把握(寿命プロット)

  ・材料の疲労強度を入力(S-N曲線)

  ・一定振幅/変動振幅を疲労イベントとして登録

傾向トラッカー

• 静解析スタディを繰り返し計算し、傾向を確認します。

  ・基本となるベースライン解析を設定

  ・条件を変更し解析結果を上書きしても、結果情報は後から取得可能

  ・解析結果を収集し、条件の変更による結果の傾向を把握

固有値解析

• 固有振動数を把握することで、共振から故障や不具合を予測して、最適な設計案を見つけ出します。

  ・振動や共振特性の把握

  ・固有振動モードと振動数の把握

  ・共振周波数を回避した設計

  ※ 振動による応力や変位量などの応答値を把握するためには 動解析モジュール（SOLIDWORKS Simulation Premium）が必要です

座屈解析

• 細長い形状や薄板形状では、圧縮強さ以下の荷重であっても、ある荷重で急に大きく変形（＝座屈）し、破壊に至ります。

  ・座屈荷重の把握

  ・座屈モードの可視化

  ※ 座屈前の非弾性または非線形の材料挙動、座屈後の挙動は把握することができません。

熱伝導解析

• 熱による温度の変化を計算し、予想する温度範囲内で設計案を検討します。

  ・固体内の温度分布の可視化

  ・時間によって変化する温度分布の変化を把握(定常・非定常)

  ・温度依存性材料の設定

  ・サーモスタット、熱接触抵抗など高度な熱条件設定

  ・熱伝達係数や周囲温度の設定により熱伝達状況を考慮したシミュレーション

  ・熱解析結果を静解析にインポートし、熱応力/ひずみを考慮に入れた設計検証

パラメトリック最適化（寸法最適化）

• モデルを構成する複数のパラメータを複合して変更することで最適な形状を見つけ出します。

  ・部品、アセンブリの寸法最適化

  ・パラメータ変数の設定(モデル寸法・荷重・材料など)

  ・制約条件の設定(静解析・固有値解析・熱伝導解析の解析結果、センサーなど)

  ・ゴールの設定(質量の最小化などセンサーを使用)

  ・最適化アルゴリズム(実験計画法)の選択
  　(ファスト結果(速)-Rechtschafner2次計画法、高精度-BoxBechnken2次計画法)

落下解析

• 製品を床に落下させた場合に製品に及ぼす影響を評価します。

  ・部品またはアセンブリを、ある高さから剛体または弾性体の床に落下させたときの応力の伝搬を把握

  ・シンプルな入力項目

  　・材料特性(線形/vonMises弾塑性[2直線近似のみ(接線係数)])

  　・落下高さ/衝撃速度

  　・衝突壁の硬さ(剛体/弾性体(材料・厚み)

  ・落下時の速度、加速度、応力状態を把握

  ※解法は陽解法を使用します。

圧力容器

• 圧力容器内の応力成分を分析し、圧力容器規格に準拠した結果を出力することが可能です。

  ・静解析結果の組合せ(線形・SRSS)

  ・固体要素の厚み方向に応力の線形化し、膜応力・曲げ応力など応力成分を分析

  ・圧力容器規格(ASME)に準拠した結果出力

イベントベースの機構解析（モーション）

• センサーやタスク制御による挙動の把握をし、シーケンス制御の挙動をシミュレートすることができます。

  ・複雑な多軸モータでの機構シミュレーション

  ・センサーを使用したモータ制御を実現

  ・大規模アセンブリでの慣性力も考慮した現実的な挙動およびタクトタイムの算出

  ・駆動に必要なモータサイズの算出

トポロジー最適化

• 設計可能な空間の中で、目標重量に対して最適な軽量化案を見つけることが出来ます。

  寸法最適化と違い寸法を制御するのではなく、設計可能領域の中で、与えられた荷重に対して、目標とする重量をゴールに設定し、最適な軽量化をはかる解析です。荷重に対して影響の低い箇所の領域を削除することが出来るので、孔をあけるような形状が作成されます。重量低減、材料費削減、形状検討時間の短縮のメリットがあります。ただし、寸法最適化と比べ計算時間がかかる傾向にあります。

  ・簡単な条件設定：静解析と同じ解析条件の設定で実施可能

  ・ゴールの設定（剛性対重量比、最大変位を最小化、変位制約で質量を最小化）

  ・豊富な制約条件（質量、固有値、応力制約の設定可能）

  ・保持領域の設定（領域指定、厚み指定、離型方向の指定、対称）

  ・最適化形状を部品ファイル、コンフィグレーションへ保存可能

  （注意）

  ・部品単品でのみ実施可能

  ・静解析荷重に対応した境界条件を設定可能（固有値などは不可）

動解析(線形)

• 固有振動数を把握することで、共振から故障や不具合を予測して、最適な設計案を見つける事ができます。

  振動対策で多く使用され、振動時の挙動を応力・変位などで評価することができます。

  ・モーダル時刻歴応答

  　-時間によって変化する荷重による、モデルの応答値(変位、速度、加速度、応力)

  　-パルス波など一定の振動を与えた後の減衰なども考慮して時間ごとの応答値を求めることができます。

  　あるきまった振動波に対する応答を求める場合にも使用されます。

  ・調和振動解析

  　-調和振動による、周波数応答値

  　-モーターなどの一定の可振がある場合の応答を求めることができます。車載製品でも多く使用されている解析方法です。

  ・不規則振動解析

  　-不規則励起化(地震など)による応答値

  ・スペクトル応答解析

  ・地震などのスペクトル応答

非線形解析

• ダイナミックに変形する現実に近い状態を確認し、より詳細な設計に落とし込む事が出来ます。

  ・材料非線形（弾塑性、非線形弾性、超弾性、粘弾性、形状記憶合金）

  ・幾何学的非線形、大変位、大ひずみ

  ・接触非線形

  ・2D簡略化（平面応力、平面ひずみ、軸対称）

• 非線形解析の例

  ・ゴムなどの材料非線形

  ・接触面が大きくスライドする接触非線形

  ・製品が大きく変形する幾何学的非線形

  ・荷重や拘束条件が時間により変化する時刻歴応答

積層材解析

• 積層材はどの層にどのような応力が働いているのかを検討する必要があります。
• 材料の選択や複合層の積層の数と方向を最適化し、製品の品質、性能、安全率 (FoS) の確保が可能になります。
• SOLIDWORKS Simulationではシェルメッシュに多層材を定義し、各層ごとの応力結果を出力することが可能です。
• 使用例：ベニヤ板などの建材、カーボン材料、強化プラスチック複合管

  ・ベニヤなど薄板積層材の強度を把握

  ・層繊維方向、層ごとの材料指定

  ・層ごとの結果表示