MSC Nastran

多分野の構造解析

Nastran rotor

オリジナリティとベスト

構造解析シミュレーションの業界標準である MSC Nastranは、構造FEAに50年以上の豊富な経験を有しています。

MSC Nastranは、線形 / 非線形領域における静的、動的、熱分析の実行に使用される多分野にわたる構造解析アプリケーションです。自動構造最適化と受賞歴のある組込疲労解析技術を搭載し、高性能の計算機能によりこれらすべてを実現します。

着陸装置

エンジニアは構造システムに必要な強度、剛性、および寿命を確保し、構造機能や安全性を損なう可能性のある故障(過度の応力、共振、座屈、または有害な変形)を回避するために MSC Nastranを使用しています。MSC Nastranは、構造設計における経済性と乗客の快適性を向上させるためにも使用されています。

メーカーはMSC Nastran の多分野にわたる独自のアプローチを活用して、製品開発プロセスの様々なポイントで構造分析を行っています。MSC Nastran は以下の目的に使用できます:

  • 設計プロセスの早い段階で試作品を仮想的に製作することで、従来の物理的な試作品製作に伴うコストを削減できます。
  • 製品のサービス中に発生する可能性のある構造上の問題を修正し、ダウンタイムとコストを削減します。
  • 既存の設計の性能を最適化したり、独自の製品差別化要因を開発したりすることで、業界で競合他社に対する優位性を得ることができます。

MSC Nastranは、高度な数値メソッドに基づいています。最も顕著なのは、有限要素法です。非線形 FE 問題は、内蔵の陰的数値解法によって解決できます。MSCADSや IPOPTなど、多数の最適化アルゴリズムが用意されています。MSC Nastranの疲労解析能力は、現在市場で最も高速で堅牢な疲労解析ソリューションである CAEfatigueを使用しています。

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MSC Nastranの利点:

多分野の構造解析

一般的な構造解析ソリューションは、1 つまたは複数の解析分野に特化しています。包括的なエンジニアリング解析能力を習得するには、複数のソフトウェアソリューションを取得し、新しいツールごとに訓練を積む必要があります。MSC Nastranは、複数の解析分野を特色とし、ユーザーは、1 つの構造解析ソリューションで幅広いエンジニアリング問題に対応できます。

  • たった1つのプラットフォームを使用して、以下の分野の線形または非線形解析を実行できます。静的、動的(NVH と音響を含む)、熱的、座屈。また様々なベンダーの複数の構造解析プログラムへの依存度を低減
  • 組み込まれた疲労技術で疲労解析を行い、通常疲労寿命の測定に伴う時間を短縮
  • Digimatと平均フィールド均質化用に内蔵された累進的故障解析とユーザー定義サービスで、高度な複合材と繊維強化プラスチックの挙動を評価

 多分野の構造解析多分野の構造解析

 

構造アセンブリモデリング

1 つの構造部材が独立して分析されることは滅多にありません。構造システムは多くのコンポーネントで構成されており、全体として分析する必要があります。MSC Nastranは、システムレベルの構造解析のために複数のコンポーネントを結合する多くの方法を備えています。

  • パーマネントグルーによるメッシュ処理の高速化により、従来は時間がかかるメッシュ遷移を必要とする調和しないメッシュを接続します
  • 特殊なコネクタ要素による溶接や締結具で構成されたアセンブリの組み立て時間を短縮します
  • 「モジュール」を使用して構造の複数のコンポーネントを結合および管理し、追加の接続要素を使用したり、ID番号付けスキームを心配したりすることなく、完全なアセンブリを形成することができます。
  • スーパー要素を構築して大型アセンブリの再分析を加速し、秘密の設計情報を公開することなく、他のメーカーとスーパー要素を共有するオプションがあります
  • 接触解析を行い、複数コンポーネント設計における接触応力と接触部位を決定します。
  • 自動接触生成機能を使用してコンタクトボディを自動的に作成し、コンタクトボディ間の接触関係を定義することで、生産性を向上させます。

構造アセンブリモデリング

ユーザーの声

「アセンブリに接着されたコンタクトを使用することで、問題のあるセットアップ時間を 1日から 1 時間に短縮し、部品間の面倒なメッシュ整列を回避できました。」

- Julien Rodess、 Sogeti 研究エンジニア

自動構造最適化

設計の最適化は製品開発の重要な要素ですが、多くの場合、非常に反復的で、多くの手作業を必要とします。MSC Nastranには、許可された設計空間で最適な構成を自動的に探す最適化アルゴリズムが含まれています。

  • 材料特性、幾何学的寸法、荷重などの設計変数を変更しながら、応力、質量、疲労などを最適化
  • 形状の最適化により、構造部材の形状や輪郭を強化
  • トポメトリ最適化による最適な複合積層の厚さを特定
  • トポロジー最適化により、板金部品の最適なビードまたはスタンプパターンを決定
  • トポロジー最適化で過剰および不要な量を除去
  • マルチモデルの最適化により、多分野で複数モデルを同時に最適化

Automated Structural Optimization

高性能の計算機能

解析モデルはサイズが非常に大きく、解決までに長い時間が必要です。従来の FEMアプリケーションでは、このようなモデルは、解決に数時間または数日かかる場合があります。MSC Nastranは、大きな問題を迅速に解決できる高性能計算機能を備えています。

  • 並列化技術によるマルチコアおよびマルチノードククラスターのメリットを活用:共有メモリ型並列計算および分散メモリ型並列計算
  • 自動ソルバー選択機能を使用して、シミュレーション時間を短縮し、大型モデルのパフォーマンスを向上させます。MSC Nastranは、解析仕様(元素タイプ、溶液タイプ、利用可能なメモリなど)に基づいて、最適なソルバーと最も効率的な並列化メソッドを自動的に選択します。
  • nVidia GPUカードを活用して、固体有限要素で構成されるモデルの解析を加速
  • 高度にチューニングされた Lannczos ソルバーまたはAutomated Component Modal Synthesis (自動区分モード合成法)を使用して、モード解析を迅速に実行

High Performance Computing

ユーザーサービス

MSCソフトウェアは、MSC Nastran の使用をサポートする多くのリソースを提供します。利用可能なサービスには以下が含まれます。

  • テクニカル サポート(ユーザー評価 4.5/5)
  • MSCラーニングセンターは、MSC Nastran トレーニングコースカタログの受講資格をユーザーに付与するサブスクリプションです。
  • MSC NASTRAN の専門技術である MSC Software は、最初の NASTRAN コードの開発会社の 1 つであり、40 年以上にわたって MSC NASTRANを継続的に開発してきました。

「MSCアプリケーション エンジニアは、少なくとも月に 1 回は来社して当社の状況をチェックし、問題発生時には、サポートを提供してくれます。事実、この航空機は、MSCサポートチームによる電話サポート、現地訪問、コンサルティングサービスなしではモデル化が不可能でした」

AeroVironment、Dana Taylor