■LMS Virtual.Lab Structures Rev 6
構造解析ソリューションがあらゆる種類のメッシング機能を搭載してさらに拡大
CADモデルから最終シミュレーション結果まで
 航空機、スポーツカー、洗濯機、あるいは動力工具など、いかなる製品の設計においても、LMS Virtual.Lab Structures Rev 6は構造のモデリングと解析のための拡張性のあるソリューションを提供します。このソフトウェアは、単独のメッシュや既存のCAD形状をもとに、コンポーネント、サブシステム、そして全体システムの各モデルを効率良く生成できる先進のモデル作成・操作ツールを統合しています。さらにLMS Virtual.Lab Structures Rev 6は、ウェーブベースの部分構造合成法（WBS）、非線形ABAQUSインターフェース、およびフルビークル構造のモデリングに適した先進の統合環境を採り入れることで、シミュレーションの生産性をさらに向上させています。
LMS Virtual.Lab Rev 6は、あらゆる種類のメッシング機能をフル装備することで、CADモデルから始めて様々な分野のシミュレーション結果を得るまでのモデリングと解析の全プロセスをカバーします。CATIA V5などのCADシステムから取り込んだワイヤフレーム、サーフェス、またはソリッド形状をもとに、LMS Virtual.Lab Structures Rev 6は多様なメッシング手法を用いて様々なタイプの構造メッシュを生成することができます。このソフトウェアの強力なメッシング機能は、基本的なメッシング、高度なサーフェスおよびビームメッシング、高度なソリッドメッシング、完全自動のテトラ/ヘキサ優位のメッシング、そしてジオメトリヒーリングの各機能を単一のパッケージにまとめ上げたという点で他に類のないものになっています。
強力なジオメトリベースのメッシング機能
サーフェスおよびワイヤフレーム形状から有限要素（FE）モデルを素早く作成できるよう、LMS Virtual.Lab Structures Rev 6には複雑なジオメトリを自動処理できる先進のメッシング機能が組み込まれています。新しいトポロジー判別法により、手作業で編集しなければならないようなメッシュ要素数の抑制が自動化され、モデル作成時間は大幅に削減されました。また、メッシュパーツは元のサーフェスジオメトリと関連性が保たれているため、CADレベルでなされた修正が自動的にメッシュに反映されます。平行移動や回転によってメッシュパーツを変換できることや、新しいメッシュを作成する際に拘束条件に関して既存メッシュを利用できることも、同様に非常に効果的です。また設計者やエンジニアは、メッシュ作成中にいつでも効果的なメッシュ品質分析ツールを利用することができます。これらは優れたカスタマイズ機能と可視化機能も有しています。このようにLMS Virtual.Lab Structuresは、設計と完全に関連性を保った適用範囲の広い高度なメッシング自動化機能を他に類を見ない形で融合しています。さらにLMS Virtual.Lab Structuresでは、ソリッドパーツを扱うとき複数のメッシング手法を組み合わせることができ、中でもハイブリッドメッシングアプローチでは、燃焼エンジンのアセンブリモデルなどの複雑なソリッドメッシュを生成することも可能です。
概念設計向けソリューションの拡張
加えて、LMS Virtual.Lab Structures Rev 6はオプションとして先進のメッシュモーフィングツールを提供しており、設計者は製品性能やスタイリングの要件に合わせてフルビークルFEモデルを素早く調整することが可能です。全体システムレベルのメッシュを調整しようとするとき、元のメッシュのフィーチャーラインが目的の形状に沿うよう、専用のコントロールブロックが現れて設計者を直観的にガイドしてくれます。これに関連した新機能に車両の概念モデリング機能があります。これによって設計者やエンジニアは、モーフィングで変形されたFEモデル上に直接ビーム/ジョイントモデルを作成することが可能になります。このアプローチは、主に構想段階でビーム断面やジョイントに加えた変更が全体的な動的性能にどのような影響を与えるか迅速に評価するために利用できます。自動車に対する典型的な適用例には、車体の設計、全体ねじり/曲げモードの調整、感度解析、ビームの部材力/ひずみエネルギーの解析などがあります。
Rev 6では、Abaqus用のプリ/ポストプロセッシング機能とLMS Virtual.Lab内から関連性を持ってAbaqusを起動する機能が追加され、LMS Virtual.Labがサポートするソルバーの範囲は線形のみならず非線形のモデリングおよび解析まで拡張されました。このようにLMS Virtual.Labは、著名な線形または非線形ソルバーへFE関連の処理をダイレクトに渡せる最適な環境を作り上げました。メッシュ分割されたCADパーツあるいは既存のAbaqusまたはNastranのメッシュから線形または非線形の解析ケースをセットアップするまでの全プロセスを通して、LMS Virtual.Lab Structures Rev 6はユーザーをガイドします。この先進のプリ/ポストプロセッサ機能と完全に関連性を携えたAbaqusの起動機能によって、どのようなモデリング作業も効率良く一貫したやり方で取り組むことができるようになります。
先進の統合モデリング環境
LMS Virtual.Lab Rev 6の基礎をなすのは、新たに導入された先進の統合モデリング環境です。それは、自動車、航空機、軌道車その他のフルビークル構造に適用可能な、モデルの組み立てと調整および解析のための包括的ツールセットで構成されています。この生産性の高い環境を利用すれば、フルビークルレベルの剛性解析であっても、強度、騒音、振動、あるいは耐久性の評価用に派生モデルを準備するのと全く同じくらい簡単に実施できます。この新しいソリューションによって、システムレベルのモデル作成時間は大幅に短縮され、モデルの透明性を最大限に維持しながら全体アセンブリを設計駆動型のモデルとすることができます。全体システムレベルの確実かつ高性能なモデリングとシミュレーションは、構想からリリースに至るまで製品開発の技術革新を推し進める上で非常に重要です。
ウェーブベースの部分構造合成法（WBS）の導入
LMS Virtual.Lab Structures Rev 6の最新機能はウェーブベースの部分構造合成法です。この画期的なモデル合成法を用いることによって、全体FEモデルと同等の精度を維持しながら、車体のNVHシミュレーションのスピードを向上させることができます。多数の結合自由度（DOF）でコンポーネントの相互接続を定義する代わりに、WBS法はウェーブと呼ばれる、限られた数の基底関数を用いて結合境界の変形を表現します。通常、変更の予定がないコンポーネントは解析の所要時間を節約するためにWBSアプローチに従って縮退され、その結果、シミュレーション時間は最大90%も削減されます。このようにWBSによって、例えば、シャシービードを変更した場合の評価や、ウィンドウ接着剤の周波数依存特性を用いたフルビークルレベルのシミュレーションであっても迅速に再実行できるようになります。またWBS法をスポット溶接の最適化問題に適用した場合、同じ時間枠でより多くの設計変更を評価でき、より優れた機能・性能とより少ない数のスポット溶接を導くことができます。
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Virtual.Labのリビジョン6でLMSは、車両や航空機その他の複雑な機械アセンブリに対して、全体システムレベルの正確な性能評価に必要となるモデル作成機能、メッシング機能、および多分野にわたるシミュレーション機能のすべてを一体化した先進の統合モデリング環境を提供します。この新しいメッシング、モデリング、およびアセンブリのためのソリューションには、多数のコンポーネントやサブシステムのモデルから、全体システムレベルのシミュレーションモデルを柔軟に組み立てるための様々な機能が提供されています。
LMS Virtual.Lab Motionを用いることにより、設計者やエンジニアは、例えば車両の乗り心地と操安性、新型掘削機の動作、あるいは機械式スイッチの信頼性などを実際そのままにシミュレーションすることが可能になります。LMS Virtual.Lab Motionは、自動化手続きと様々なアプリケーション（例えば、パワートレイン、サスペンション、無限軌道車など）が単一の環境にまとめられた先進のマルチボディシミュレーション（MBS）ソリューションです。加えて、高精度ソルバーによって全周波数レンジに渡り計算された動的内力などのシミュレーション結果は、後続の耐久性や振動騒音関連の検討にそのまま利用可能となります。
多層吸音トリムは、音の分断以外に多孔質と粘弾性の効果が音響性能に大きく影響する場合、高周波域において特にそれらのモデリングが問題となります。LMS Virtual.Lab Acoustics Rev 6では、迅速かつ効果的な音響多層モデリングのアプローチが採り入れられ、これらの複雑な問題が克服されました。パネルの多層レイアウトを設定し、それを構成する層の特性を定義すると、トリム構造全体の伝達アドミタンスが周波数の関数として計算されます。それに続く振動音響FE（有限要素）解析では、自動車の車体や航空機の胴体に吸音パネルが張られた状態でその多層トリムの性能をシミュレーションできます。このシミュレーションでは高周波域における室内音響特性を短時間で確実に予測でき、エンジニアは吸音トリムの多大な可能性を引き出すことができるのです。
振動騒音規制がますます厳しさを増し機械製品がさらに複雑化する中、振動を低減してより静かな製品を開発するための強力なツールが求められています。これらの課題に確実に対処するため、LMS Virtual.Lab Noise & Vibration Rev 6は、ハイブリッドモデルのサポート、実際的な荷重の合成、シミュレーションの高速実行などの多才なモデリング環境を提供します。また、常に高い精度レベルを維持するため、実験データに基づく有限要素（FE）モデルの相関検討と更新を効率良く行う機能もあります。これはLMS Virtual.Lab Correlation Rev 6の一部として提供されています。
LMS Virtual.Lab Durabilityの振動疲労のソリューションに周波数領域での耐久性シミュレーション機能が追加され、路面からエンジンそして加振台まで様々な加振源の励振パターンを扱えるようになりました。これによってプロトタイプの正確な試験が保証され、エンジニアは適切かつ迅速に試験計画を立案できるようになります。また、仮想に調和（サイン波）荷重を負荷することさえ可能です。調和励振による振動疲労シミュレーションは、周波数ベースの解析の精度を向上させるとともに、時間領域でのサイン波掃引によるシミュレーションよりもスピード面で勝ります。LMS Virtual.Lab Vibration Fatigueを最初に使用した会社の1つはドイツの著名なシート関連メーカーであるIsringhausen社でした。-Ing. Nguyen Van Son博士は、同社が自動車用シートの振動試験に使用しているこのランダム疲労解析ソフトウェアについて次のようにコメントしています。「シート構造の疲労性能を計算するための非常に効果的で便利なツールです。このランダム疲労解析ツールでは、たった数ステップで疲労解析の全部を完了することができます。」
高品質なシミュレーション結果を得る上で鍵となるのは、有限要素（FE）モデルをプロトタイプの実験結果（あるいは類似デザインの確認済みモデル）と体系的に相関させることです。LMS Virtual.Lab Correlationは、モデリングエラーを取り除き、小規模なコンポーネントモデルにも大規模で複雑なシステムモデルにも内在の恐れがある不確実性を低減させます。その効果的で多才な相関ツールはモデルに現実味を与え、シミュレーション駆動型の製品開発の信頼性を保証します。LMS Virtual.Lab Correlationには、相関検討のための統合環境と分かりやすいユーザーインターフェース、そして標準的FEデータおよび実験データへの直接アクセス機能（LMS Test.Labとの独自インターフェースを含む）が一体化されています。