FUSION360の基本機能でもわかるCAEの勘所

近年、開発現場において「CAE作業」が専門性の高い部署から設計者レベルへと移行している傾向が見られます。この変化は、私たちを取り巻くコンピュータの性能や通信速度、クラウド技術の進化など、急速に進歩している「開発環境」によるものです。さらに、3D-CADといった汎用的な開発ツールでも、CAE検証が実務的に満足できるレベルに向上しています。 　今回は、比較的手頃な価格で利用できる3D-CADソフトウェア「FUSION360」を使用して、どのようなCAE解析が可能なのか、また、CAEの結果を確認する際のポイントなどを、身近な機器簡易モデルを通じて説明し、製品開発において精度、品質、開発期間、開発費用にどのような効果をもたらすかを提案させていただきます。皆さんの業務合理化と効率化に一役買えれば幸いです。

1. 講師自己紹介ならびに会社紹介
2. CAEの必要性と現状
   1. 求められる開発の精度,スピード
   2. 「デジタルツイン」による開発
   3. フロントローディング
   4. 5ゲン主義
   5. CAEの重要性
   6. FUSION360を利用したCAE
3. CAE具体的手法
   1. 変形/破壊を判断〜静的応力 (線形/非線形)
      1. 曲げCAEの設定,結果の読み方
      2. 材料検討時のポイント
   2. 振動時の破壊予想、対策検証〜モード周波数解析
      1. 挙動の見方・読み方
      2. 対策前後の差分比較
   3. 熱の伝わり方・伝え方〜熱解析 (伝導、伝達、放射)
      1. TIM差分による注意点
      2. 熱放射での検証方法
   4. 発熱対策を検証する〜電子デザインの冷却解析
      1. 空冷時の流れ・よどみ・逆流
      2. 冷却検討時の着目点
   5. 部品形状の急変影響〜準静的イベントシミュレーション
      1. 形状急変までを時間経過で確認
      2. 材料・形状検討での対策検証
   6. 衝撃影響を検証する〜動的イベントシミュレーション
      1. 例1: 関節構造の強度と変形
      2. 例2: ハンマー衝撃時の材料状態
   7. 部品の最適形状化〜シェイプ最適化
      1. 性能を維持して軽量化を図る
   8. 材料流れで見る弱点位置〜射出成型シミュレーション
      1. 流入位置による強度差分
      2. 弱点回避の検討
   9. 防水構造の検証〜応用編:静的応力 (線形/非線形)
      1. IP規格での安全率
      2. 止水性能の判断方法
   10. 大衝撃時の弱点検証〜応用編:動的イベントシミュレーション
       1. 落下時の変形・破壊 (複数の部品変形)
       2. 同じモデルでの多方向の落下検証
   11. 空気の流れを最適化〜応用編:電子デザインの冷却
       1. 空気の分布、風量で流れ検証
       2. 目標に向けたCAE結果注目点
4. CAEの使いどころ=フロントローディング有
   1. 開発時間短縮
   2. 製品品質判断
   3. 比較 (コスト、調達性 など)
   4. 障害検証
   5. その他 事例
5. まとめ
   1. 設計者CAEによる客観的判断
   2. 品質確保の手段
   3. 総合的な製品保証
   4. 次の開発ステージへ