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LMS Virtual.Lab Structures　汎用CAE プリ・ポスト

マルチソルバーを使用したFEAモデリングおよび解析

Dassault Systèmes社のCATIA V5やオープンなSIMULIAプラットフォームとのシームレスな連携を実現するLMS Virtual.Lab Structuresは、線形/非線形/衝突解析に必要な完全統合型またはスタンドアロン型のプリ・ポスト処理環境を提供します。 このソリューションを導入すれば、開発サイクルの概念設計段階から詳細なエンジニアリング段階までのすべての段階で、 コンポーネント、サブシステム、フルビークルのモデリングとアセンブリが行えるようになるため、元のCADモデルとのアソシエイティビティを完全に確保しつつ、コンポーネントやアセンブリの特性や挙動を、設計チームとエンジニアリングチームが同じ環境で効率的に解析することが可能になります。 このように共通のツールセットを利用することができるため、時間がかかり間違いを起こしやすいファイル交換やデータ変換の必要性をなくし、エンジニアリング生産性のアップや解析結果の質と整合性の向上が図れるだけでなく、エンジニアリング作業を素早く繰り返すことも可能になります。

1つの環境で完全なプロセスを実現

LMS Virtual.Lab Structuresが提供する完全統合型のスケーラブルな有限要素解析環境では、個別に実行していたことで一貫性のない結果を導いていたさまざまなプロセス手順やシミュレーションツールを連携させて実行することができます。このため、モデルの手直し、メッシュの複製、ファイル転送、データ変換、特殊なフォーマットでの結果表示などを行う必要性がなくなります。

また、Dassault Systèmes社のCATIA V5とのシームレスな連携を実現するLMS Virtual.Lab Structuresでは、メッシュ分割する前の形状を中間フォーマットに変換する必要がありません。さらに、Nastran (MD、MSC、NX、NEi)、Abaqus、LSDyna、Radiossなどの業界標準のソルバーに対応する統合ドライバを使用して、ソルバージョブの設定と監視を容易に行えるほか、解析を完璧かつ迅速に実行できます。この統合型の設計およびシミュレーション環境では、一貫性のある製品開発プロセスを全社的に展開できるため、革新的な設計の開発に取り組んでいる各グループ間のコラボレーションとデータ交換を効率化してチームワークを向上させ、収益性の向上と市場シェアの拡大を図ることが可能となります。

形状ベースまたはメッシュベースの解析を柔軟に実行

LMS Virtual.Lab Structuresでは、完全な形状ベースの解析を行ったあとに、メッシュベースの解析を実施できるだけでなく、両方の解析アプローチを組み合わせて実行することも可能です。形状ベースの解析を行えば、シミュレーションプロセス全体で形状のアソシエイティビティを完全に確保しつつ、元のCAD形状データからさまざまな設計案を簡単に作成することができます。また、メッシュベースの解析を実施すれば、アソシエイティビティ手法を使用するしないにかかわらず、既存のメッシュや有限要素モデルを直接修正して設計案を解析してから、元のCAD設計を柔軟に修正することが可能となります。なお、いずれの解析アプローチも、すべてのステップが相互に関連付けられた仕様重視の履歴ベースシミュレーションをサポートしており、形状パラメータ、メッシュパラメータ、解析パラメータの1つを変更すると、その内容が自動的に解析プロセス全体に波及し、新しい解析結果が即座に表示される仕組みになっています。

LMS Virtual.Lab Structuresは、CATIA V5とシームレスに連携させて使用できますが、スタンドアロンソリューションとしても利用でき、お手持ちのPCにCATIA V5をインストールする必要がありません。

LMSでは、CATIA V5 FEAソリューションのアドオンとして使用して、CATIA V5環境に完全に統合できるLMS
Virtual.Lab Designer Structuresも提供しています。このソリューションは、CATIA V5環境で利用できる有限要素プリ・ポスト処理機能と業界標準ソルバー対応の統合ドライバを搭載しています。

シミュレーションベースの設計

LMS Virtual.Lab Structuresは、エンジニアが開発サイクルの初期段階で解析を行って最適な設計を特定できるシミュレーションベースの製品開発への移行を支援します。エンジニアはWhat-ifシナリオを簡単に実行できるため、設計案を迅速に評価し、創造性を向上させることができます。また、LMS Virtual.Lab Structuresは、事前に定義した解析テンプレートを、使い慣れたユーザーインタフェースで利用しながら、コンポーネントやサブシステムの性能をシミュレーションできるスケーラブルな環境を実現します。さらに、概念設計段階でフルレベルのシミュレーションモデルを構築して、車両性能を完璧に調査できる専用のツールもサポートしているため、設計プロセスの初期段階で設計仕様を作成し、シミュレーションの全体的な質の向上と開発サイクルの短縮を図ることができます。

• コンポーネント、マルチコンポーネント、サブシステム、フルビークルの解析を支援するスケーラブルなソリューション
• 線形/非線形/衝突解析用の有限要素ソルバーに対応する統合ドライバを搭載
• 作業環境を共有し、シミュレーションの整合性を向上
• アソシエイティビティを確保したテンプレートベースの解析でエンジニアリング作業を素早く繰り返すことが可能
• 解析の履歴と仕様を記録できる標準テンプレートを用意
• 技術上の重要な意思決定を初期段階で下すことが可能
• 使い慣れたCATIA V5環境を利用することが可能

迅速にシミュレーションできるシームレスな統合環境

LMS Virtual.Lab Structuresの強力なメッシングエンジン、すなわちLMS Virtual.Lab Meshingは、基本的および高度なメッシング機能と形状修正機能の両方を1つのパッケージでサポートしています。また、このメッシングエンジンは、設計とのアソシエイティビティを常に確保しつつ、複雑なワイヤフレーム、サーフェス、ソリッドの各形状に自動的に対応するとともに、さまざまな修正内容を自動的にメッシュに反映させる機能も搭載しています。

また、LMS Virtual.Lab Structuresでは、各種のCAD形式に対応するインタフェースと、一連のネイティブな形状モジュールをサポートしているため、特殊な設計変更や特定の問題の修正も簡単に行うことができます。メッシュパートを回転、並進、対称変換したり、既存のメッシュから新しいメッシュを生成したりする作業も効率的に進めることができます。設計担当者とエンジニアは、カスタマイズ性と可視性に優れた効率的なメッシュ品質解析ツールをメッシュ生成プロセスで有効に活用することができます。

LMS Virtual.Lab Structuresは自動メッシングエンジンの他にも、アソシエイティビティ手法を使用した(または使用しない)手動節点/要素作成機能、押し出しまたはマップドメッシュ生成機能、メッシュ編集機能(節点のドラッグまたは移動、メッシュやグループの変換、要素の分割など)を搭載しています。

マルチソルバーによるモデルのプリ処理

形状/メッシュベースのさまざまなプリ処理機能を備えているLMS Virtual.Lab Structuresでは、一般的およびソルバー固有の広範な特性(節点、要素、座標系、プロパティ、材料、結合)をメッシュや形状を踏まえて定義することができます。これらのプリ処理機能の大半は、さまざまなシミュレーション手法を効率的に連携させて使用できるように、マルチソルバーというコンセプトを採用しており、一般的な特性とソルバー固有の特殊な特性の両方を1つのプリ処理機能でキャプチャすることが可能です。このため、特定のシミュレーション手法/ソルバー(衝突解析用など)で用いるシミュレーションモデルを他のシミュレーション手法/ソルバー(NVH解析用など)で使用できるように変換する作業も容易に行えます。
また、LMS Virtual.Lab Structuresは、貫入と交差のチェック、社内基準に基づくメッシュ品質チェック、節点と要素の番号付けチェック、フリー節点/フリーエッジ/最小要素によるモデルチェック、Nastranの剛体要素における従属関係の不具合チェックなど、汎用およびソルバー専用のモデル検証・修正ツールも搭載しています。

業界標準のソルバーに対応する統合ドライバを搭載

LMS Virtual.Lab Structuresは、業界標準のソルバーに対応する統合ドライバを搭載しているため、静解析、モーダル解析、座屈解析、過渡解析、調和解析、熱解析など、広範な解析を設定して実行できるだけでなく、ポスト処理も行うことができます。また、さまざまな荷重、境界条件、接触、初期条件、出力要求をメッシュや形状に設定することも可能です。ユーザーは外部ソルバーを用いた解析を、アソシエイティビティを考慮に入れながら設定できるため、特殊なソルバー技術を有効活用し、マルチソルバーへの投資効果を最大限に高めることができます。なお、LMS Virtual.Lab Structuresでは、初心者に配慮し、外部ソルバーを仮想ブラックボックスとして使用できるようにしていますが、経験豊富な解析担当者のニーズに対応する高度なドライバ制御機能も搭載しています。

完全統合型のFEAシミュレーション環境をサポートするLMS Virtual.Lab Structuresは、外部接続に必要なインテリジェントなインタフェースも搭載しています。このインタフェースを使用すれば、メッシュ(Dassault Systèmes社の解析ツールで生成したものも含む)、グループ、荷重、拘束、結合の各要素をNastranやLS-DYNAなどのさまざまなフォーマットにエクスポートしたり、オーファンメッシュ、解析の設定パラメータ、各種の結果を外部ソースからインポートしたりすることが可能になります。

包括的なポスト処理機能

LMS Virtual.Lab Structuresは、包括的なポスト処理機能を搭載しています。この機能を利用すれば、応力やひずみが集中している領域を色分けして示すコンターのほか、ホットスポット、3Dアニメーションと同期して表示される2D曲線、棒グラフ、変形、変位のアニメーションなど、さまざまな形式で結果(ソルバーの出力など)を表示することができます。また、特定の結果を選択してエクスポートし、レポーティングや他の解析に使用することも可能です。解析結果によって過度の変形や応力があることが判明した場合には、満足のいく結果が得られるまで、CADモデルの変更、メッシュの修正、パートの再解析を繰り返すことができます。しかも、これらはすべて同一のシミュレーション環境で行うことができます。

システムアセンブリおよびモデリング

LMS Virtual.Lab Structuresを導入すれば、航空宇宙、自動車、グラウンドビークルなどの業界で使用されているサブシステムやシステムのシミュレーションモデルを属性ごとに迅速に作成することができます。モデルの性能は、Nastran、Abaqus、LS-DYNA、RADIOSSなどのさまざまなソルバーで解析できます。また、作成したモデルは、LMS Virtual.Lab Noise and VibrationやLMS Virtual.Lab Durabilityなどの他のLMS Virtual.Labモジュールで属性ごとに解析しポスト処理することができます。

システムのアセンブリは、属性に依存しないジオメトリコンポーネントやワイヤフレームモデルにハードポイントを設定し、メッシュやコンポーネント解析ドキュメントを属性ごとに関連付けしてから行うことができ、これにより共通のパートを利用しながらエンジニアリングを進めることが可能となります。アセンブリの配置を設定したあとには、属性に依存しない結合要素を形状やメッシュに直接適用することで、キネマティックジョイント、ボルト、ばね、スポット溶接、ヒンジ、シーム溶接、接着、シーリングなどの結合をモデリングすることができます。また、属性固有およびソルバー固有のモデル表現から成るライブラリを利用すれば、精度の高いシミュレーションモデルを迅速かつ簡単に作成することができます。たとえばスポット溶接モデリング用のさまざまなモデル表現は、強度、疲労耐久性、ダイナミックス、振動騒音のシミュレーションや衝突解析にも使用できます。アソシエイティビティを考慮に入れた完全な統合ソリューションであるLMS.Virtual.Lab Structuresは、迅速かつ効率的なアセンブリおよび結合モデリングだけでなく、設計案の解析と修正の迅速化も実現します。
 
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