1.はじめに｜材料強度学
材料強度学とは 材料力学では部材に加わる力を推定し、基本公式からその部材に働く応力を求めることが主な目的です。したがって力学計算が主となります。一方、材料強度学では材料が持っている強度について考えます。内容は多岐に亘りますが、主には材料の破壊現象を取り扱う学問と言えます。 機械設計技術者として重要なことは、設計する製品が壊れないかどうかを事前にしっかり検討することです。そのためには、材料力学やFEM等を用いて部材に加わる応力や変形を計算することはもちろんですが、材料強度学に基づいてその部材が破壊しないかどうかを的確に判断できる技術を身に付ける必要があります。 現在では応力や変形を求める手段として、コンピュータによる解析、いわゆるFEMによる構造解析が多く使われるようになってきており、材料力学のように人手による計算では困難な複雑形状でも、比較的簡単に応力や変形を求めることができるようになって
Ansys nCode DesignLife｜CAE・Ansysの活用推進、解析に関するご相談なら：サイバネット
・物理試験を減らし、設計コスト、開発期間を削減されたい方。 ・耐久性問題のクレームを減らし、保証にかかる費用を削減されたい方。 ・一貫性ある解析プログラムで疲労解析の標準化をされたい方。 開発元について 本製品の開発元であるHBM nCode社は、自動車、航空宇宙、風力エネルギー等の分野の耐久性問題を扱う検査・解析システムのリーディングカンパニーです。 主な特徴 広範な疲労機能 応力寿命疲労（高サイクル領域） ひずみ寿命疲労（低サイクル領域） 振動疲労 ランダム加振（PSD） サインオンランダム加振 周波数スイープ正弦波加振 溶接疲労 スポット溶接 シーム溶接 熱機械疲労 高温疲労 クリープ疲労 疲労機能の詳細 応力寿命疲労（高サイクル領域） 応力寿命疲労解析では弾性範囲内での繰り返し荷重が負荷されたときの寿命を求める事が可能です。寿命は、FEM構造解析で得られた応力結果と、材料のS-N曲
「実験ドリブンCAE」とは？ ――効果的なCAE実践のポイントは解析と実験のバランス
「実験ドリブンCAE」とは？ ――効果的なCAE実践のポイントは解析と実験のバランス：CAEイベントリポート（1/4 ページ） 2015年11月11日、東京都品川区において、「ISID CAEフォーラム"Think CAE,2015"」と題したイベントが電通国際情報サービス（ISID）によって開催された。その中でエステック 技術部 部長の古本昌司氏が、「エステックの『実験ドリブンCAE』」と題して講演を行った。 エステックはISIDのグループ会社で、実験とコンピュータシミュレーションを融合させながら、車両をはじめ機械、構造物などの動的問題の技術コンサルティングを提供する。 日産自動車とI-DEASの開発元である米SDRCの出資からスタートしており、振動・騒音分野の技術者を多く擁する。とくに実験設備については、自動車1台が入る半無響室や加振実験室などを自前で所有しており、実験と解析の一元的な
修正グッドマン線図
ＨＯＭＥ ＞ 強度計算 ＞ 修正グッドマン線図 図１はある部品に作用する応力の時間変化です。σｍａｘとσｍｉｎは手計算か有限要素法で求めるとして，平均応力σｍと応力振幅σａは次式で定義されます。 話がそれますが，有限要素法でσｍａｘとσｍｉｎを求めるときは相当応力ではなく主応力を使うべきです。最小応力σｍｉｎが圧縮応力の場合マイナス値となるので，圧縮応力でもプラス値として出力する相当応力では都合が悪いからです。σｍａｘは第一主応力（最大主応力）から読取り，σｍｉｎは第三主応力（最小主応力）から読取ってください。 平均応力がプラス値（引張応力）のときの疲労強度（鉄鋼材料の場合，疲労限度）が平均応力がゼロのときの疲労強度よりも小さくなることは，容易に想像できますね1)。この関係を図で表したもののひとつに修正グッドマン線図（修正Ｇｏｏｄｍａｎ線図）があります。 図２に修正グッドマン線図を示します
技術英語・工業英語の3つのCとは：技術英語・工業英語の基礎知識1 | 製造/建設エンジニアの情報サイト「Tech Note」
Tech Noteは、開設以来、多数の方々にご利用いただいてまいりましたが 2023年6月15日をもちまして、サービスを終了させていただくこととなりました。 今までご愛顧いただきましたお客様には深く御礼申し上げますとともに この度のご案内となりましたことを心よりお詫び申し上げます。 ■ 対象サイト：Tech Note ( https://technote.ipros.jp/ ) ■ サービス終了日時：2023年6月15日（木） 17:00 なお、これまでに掲載したPDF資料は イプロスサイト よりダウンロードいただけます。 ダウンロードにはイプロスへの ログイン が必要となりますので、予めご了承ください。 弊社ではサービス向上のため今後も鋭意努力してまいりますので 変わらぬご愛顧賜りますようお願い申し上げます。 本件に関する問合せにつきましては、問合せフォームよりお問い合わせください。
カシオが電子キーボードの鍵盤構造の変更にCAEを活用、その効果と展望
カシオが電子キーボードの鍵盤構造の変更にCAEを活用、その効果と展望：CAE活用事例（1/4 ページ） 電子楽器開発で40年以上の歴史を誇るカシオ計算機は、グリッサンド奏法の操作性を維持するために採用してきた旧来の鍵盤構造を見直すべくCAEを活用。新たなヒンジ形状を導き出し、作りやすい鍵盤構造を実現することに成功した。その取り組み内容とCAE活用の展望について担当者に話を聞いた。 ピアノの演奏技法の1つである「グリッサンド奏法」。4本の指を滑らせるように鍵盤にはわせ、1音1音を区切らず一定の速度でつなげ、流れるように音階を移動させていく奏法として知られている。本格的なアコースティックピアノだけでなく、鍵盤の打鍵を感知してデジタル音源を奏でる電子ピアノや電子キーボードなどでも、演奏テクニックとして用いられている。 指で一つ一つ鍵盤を上から押すのとは異なり、グリッサンド奏法は鍵盤の上に置いた指
製品設計の「キモ」(18)～ プラスチック強度設計における引張特性と曲げ特性の使い方 | プラスチックス・ジャパン・ドットコム
1. はじめに プラスチック製品の強度設計をする上で、ヤング率（縦弾性係数）と材料の強さを確認することは欠かせない作業である。プラスチックの物性表を見てみると、ヤング率と材料の強さを示す項目に、引張試験で測定したものと、曲げ試験で測定したものがあることに気づく。 強度設計を行う際に、どちらの値を使えばよいのだろうか。今回は引張特性の規格であるJIS K7161-1、曲げ特性の規格であるJIS K7171に基づき、両特性の概要と強度設計における注意点について解説する。 2. ヤング率 材料の変形のしにくさを示す物性値がヤング率である。材料が弾性変形をする場合、応力とひずみは比例関係となり、ヤング率はその直線の傾きを表す（フックの法則）（図1）。
ブラザー工業が実践するボトムアップ型CAEによる経営貢献に向けた取り組み
ブラザー工業が実践するボトムアップ型CAEによる経営貢献に向けた取り組み：CYBERNET Solution Live 2021（1/4 ページ） サイバネットシステム主催「CYBERNET Solution Live 2021」の基調講演にブラザー工業 開発センター 技術革新部 岩田尚之氏が登壇し、「ブラザー工業のCAE これまでとこれから ～経営に貢献する基盤技術を目指して～」をテーマに、ボトムアップ型CAEによる経営貢献に向けた取り組みについて紹介した。 サイバネットシステム主催のオンラインイベント「CYBERNET Solution Live 2021 ～Ansys×DXによる次世代型ものづくり～」（会期：2021年9月15～17日）の基調講演にブラザー工業 開発センター 技術革新部 岩田尚之氏が登壇し、「ブラザー工業のCAE これまでとこれから ～経営に貢献する基盤技術を目指して
プラスチック・樹脂の成形材料の統合検索DB【PlaBase（プラベース）】
【PlaBase（プラベース）】は樹脂（プラスチック）成形材料の統合検索サービスです。メーカー・樹脂名・物性値など多様な検索方法によって、お客様の目的に合った樹脂成形材料のデータを無料で探し出すことができます。
その設計、そのボルトと本数で大丈夫？
その設計、そのボルトと本数で大丈夫？：設計者向けCAEを使ったボルト締結部の設計（1）（1/2 ページ） 部品の固定（締結）のために使用する“ボルトの設計”をテーマに、設計者向けCAE環境を用いて、必要とされる適切なボルトの呼び径と本数を決める方法を解説する。また、連載の中で、ボルト締結の基礎である締め付けトルクと軸力の関係や、締め付けトルクの決定方法などについても取り上げる。 遠い昔から現在に至るまで「ねじ」は幅広く使われてきました。その用途は、単に部品を固定するためだけではなく、回転運動を直線運動に変換するためにも使われています。例えば、送り機構を実現する台形ねじやボールねじなどがあります。また、精密な長さを測定できるマイクロメーターの拡大機構にもねじが用いられています。他にも、パイプと継手をつなぎ、かつ内部の液体が漏れ出ないようにする際には管用テーパねじが使われます。 このようにねじ
当社のアクリル板の割れ対策 - R曲げ・真空成形の三栄プラテック
このページでは飛沫感染対策透明アクリルパーティションの製作上の取り組みについてご紹介します。 当社はアクリル什器、アクリルディスプレイ中心だった時期が長かったことからアクリルの綺麗さと言う長所ばかりでなく、割れるという短所も重視します。 今回の飛沫対策アクリル板は他の用途と違い、不特定多数の方が触れる場面で使われることが多いことから、いつも以上に割れにくい製品づくりを意識しております。 アクリルの割れやすさ アクリル樹脂は透明度が高く、表面も硬質で歪みが目立たず、端面も磨き加工が可能で、透明の衝立としては最適な素材だと言えます。 しかし、その反面割れやすいという短所があります。 割れる原因は大まかに分けると2つあります。 A.熱加工による収縮による歪みが発生した部分にアルコール等溶剤が付着すると割れが生じる。 B.強い力が加わるとノッチ効果による割れが生じる（主に切り欠きや穴から）。 Aの
樹脂が割れる原因「ケミカルクラック」とは - プラスチック成形の株式会社セミー工業
樹脂成形コラム 2014年09月16日 こんにちは、営業部 杉本です。 樹脂は割れてしまう現象「ケミカルクラック」についてご紹介致します。 ケミカルクラックとは名の通り、薬品による割れの事を指します。 樹脂製品の応力がかかっている所に薬品(洗剤など)が付着し樹脂内部まで浸透し、応力との相互作用でその部分に亀裂が生じ、割れに至るケースをそう呼んでいます。 ケミカルクラックの特徴 ケミカルクラックの特徴は比較的早い時期（使用後1～2年位）に樹脂が割れてしまうということです。 成形に何の問題が無くても不良品と間違われてしまうケースも多いので注意が必要です。 「ケミカルクラッキング」・「ストレスクラッキング」等とも呼ばれています。 ケミカルクラックの原因 原因は以下のように表すことが可能です。 ・内部歪み + 応力 + 化学物質 =ケミカルクラック 内部の歪みとは、樹脂成形時、内部に蓄積された応力
実例で学ぶステップアップ設計者CAE
初心者を対象に、ステップアップで「設計者CAE」の実践的なアプローチを学ぶ連載。詳細設計過程における解析事例を題材に、その解析内容と解析結果をどう判断し、設計パラメータに反映するかについて、流れに沿って解説する。最終回となる第12回は「流体解析」をテーマに、解析ゴールの考え方とメッシュ生成の基礎について解説するとともに、設計者CAEの実践に向けたメッセージをお届けする。
「設計者CAEを始める前にシッカリ学ぶ有限要素法」関連の最新 ニュース・レビュー・解説 記事 まとめ - ITmedia Keywords
解析のエンジンとなる有限要素法だが、シッカリと理解しているだろうか。言葉からして難解な解析手法をなるべく数式を使わず、CAEのオペレーションも交えて解説する（編集部） 設計者CAEを始める前にシッカリ学ぶ有限要素法（12）： FEMの知識総まとめ～あなたの解析は設計後？～ 設計が終わってから解析している人、本当にそれで大丈夫？ 手戻り発生を極力防ぐ解析のタイミングとは（2011/5/10） 設計者CAEを始める前にシッカリ学ぶ有限要素法（11）： まるでリーグ戦!? 剛性マトリクスを使って考える 節点間のバネ定数が入ったマトリクスを作って総当たり戦！ これが有限要素法解析の基本だ。（2010/11/26） 設計者CAEを始める前にシッカリ学ぶ有限要素法（10）： 8分で検証！ 手計算とフリーソフトの結果比較 本連載中に登場した片持ちばりを例に、フリーソフトでちゃんとした答えが出るのかどうか
埼玉工業大学 小西研究室
当研究室は熱効率の高いディーゼル機関を効率的に設計・開発・解析するため，出力だけでなく排出ガス濃度を含めたエンジン性能を予測する手法の研究を行っています．研究対象の大型舶用ディーゼル機関はタンカーやコンテナ船などのエンジンとして使用されていますが，トラックやバス用のものとは比較にならないほど巨大で，最大のものはシリンダー直径が1m，エンジンの高さが3階建てのビルほどにもなります．普段目にすることがないため，まったく気にもなりませんが，出力が大きい分，排出ガス量が多く（当然CO2発生量も多く），無視できない存在です．現象が複雑な舶用ディーゼル機関の性能予測は容易ではありませんが，噴霧燃焼の基礎実験やモデル化の研究を通して複雑な現象をシミュレートする手法を開発し，実用化に成功しました．現在，予測精度の改善のためにさらに研究を行っています． このほか，学部学生が中心となって，人力のみで駆動するユ
第2回：精度はメッシュで決まる | 日経 xTECH（クロステック）
CAEで広く用いられる有限要素法や有限体積法で構造解析や流体解析を行うには，何らかの方法で解析対象をメッシュ分割しなくてはならない。解析対象の形状を，コンピュータで計算できるように形状が単純で小さな要素の集合として表すのである（図1）。このメッシュ生成が初心者にとって最初で最大の難関といってよい。昨今は自動生成（オートメッシュ）機能が進化し，ツール任せにできる場合も増えたが，メッシュの良否が計算結果を左右するので，その基本と勘どころをぜひ押さえておきたい。 そもそも，メッシュと一口にいっても，さまざまな種類がある。2次元のシェルメッシュ，3次元のソリッドメッシュのほか，1次元のビーム要素や剛体バー要素もある。さらに，シェルやソリッドの中にも，異なるさまざまな種類のものがある。ここでは，設計者が一般的に使うCAEツールで生成できるメッシュに限って議論を進めることにする。 メッシュの粗さはどう
特異点に気を付けよう｜コラム｜株式会社ファソテック
設計者CAEを始めたばかりの初心者の多くは、解析結果を評価するときにフォン・ミーゼス応力のカラーコンターを表示して、一番赤く染まった最大値が出ている箇所に着目します。この着目の仕方は時々適切でない場合がありますので注意が必要です。 弾性解析の場合、集中荷重が作用する点や集中応力が発生する点の応力は正しく計算されないので、応力特異点と呼ばれています。この特異点が存在する解析モデルでは特異点に最大応力が発生してしまうことが多いので、最大値のみに捕われると誤った評価を引き起こします。さらにその計算された応力値は正しい値ではありませんので、この値を評価することは避けなければなりません。なぜなら弾性解析の場合、特異点応力の理論値は無限大になるからです。 ∵ 計算式を簡略化して表すと、応力 = 荷重値 ÷ 面積ゼロ = ∞ では解析モデルに特異点が存在するかどうかの判断が必要になりますので、特異点の見
製品設計のキモ(14)~プラスチック製品設計における安全率設定の考え方 | プラスチックス・ジャパン・ドットコム
1. はじめに 安全率という言葉は設計現場で毎日のように使われている。しかし、その考え方は実はあいまいだ。プラスチックはその特性上、安全率設定の考え方を明確にしておかないと、大きなトラブルの原因になる。今回は安全率設定の考え方について解説する。 2. 安全率とは 抜け・漏れのない完璧な設計というのはあり得ない。そのため余裕代として安全率（安全係数）を設定することが普通である。 強度設計における安全率は以下のように定義することができる。 安全率＝基準強さ／設計上想定される最大応力 製品に作用する最大応力が20MPa、プラスチック材料の基準強さが60MPaであれば、安全率は3となる。考え方自体は単純だが、分母と分子にそれぞれ何を採用するかによって、その値が意味することころは大きく異なる。実際、設計者の間でも何を採用するかについて、コンセンサスがないことが多い。プラスチックはバラツキや経年劣化の
製品設計の「キモ」(５)～プラスチック材料の特性を考慮した強度設計～ | プラスチックス・ジャパン・ドットコム
1. はじめに プラスチック製品の設計経験がある技術者なら分かると思うが、その強度設計は非常に難しい。原理的には製品に発生する応力をプラスチック材料の強度より小さくすればよいので、それほど難しくないように思えるかもしれない。しかし、プラスチック材料には金属とは異なった特性があり、強度面においてマイナスに作用するものが多い。 それらの特性を知らなければ、たとえ高価なCAEソフトを使ったとしても、精度の高い強度設計を行うことはできない。精度の高い強度設計は、品質を向上させ、材料使用量の削減による原価低減に直結するため、どのような製品、企業においても強く求められている。今回は、プラスチック製品の強度設計において、プラスチック材料の特性を理解することの重要性について説明したいと思う。 2. 強度設計について 壊れないプラスチック製品を設計するためには、以下の式を満足させればよい。 製品に発生する最
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設計者のための技術計算ツール - 製品設計知識