INSPIRE

Inspire は、初期コンセプト設計を行うために必要な3D モデリングやアセンブリ機能に加え、材料の削減や軽量化に有効なトポロジー最適化機能および基礎的構造シミュレーション機能を搭載した、設計エンジニアのためのコンセプト設計ツールです。

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概要

solidThinking Inspireは、設計エンジニアや建築家が理想とする効率の良い設計コンセプトを提案します。Inspireは、業界最先端の最適化エンジン使用し、構造的にも重量的にも優れた設計コンセプトを創造します。使いやすさをとことん追求したInspireのインターフェースは、設計モデルの作成、および結果として得られた設計コンセプトの可視化を容易にし、その結果、Inspireの使用により、構造的に優れたデザインに短時間で到達することが可能となります。

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設計エンジニアのためのコンセプト設計ツール

製品設計プロセスを変える3つのポイント

Inspireの特長
構造評価の新しいプロセスを実現従来の構造シミュレーションでは、エンジニアは設計上必要な荷重を支持できるかどうかを検証しますが、Inspireは、荷重を入力として使用し、設計領域内に新しい材料のレイアウトを生成することで、このプロセスを支援します。

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  • より速く:初めから効率的な形を作成。後工程での設計変更の繰り返し回数を低減。
  • より賢く:材料、形状、荷重による影響を把握。複数の設計オプションを検討。
  • より軽く:効率的な材料配置により重量を削減。材料削減 ⇒ コストの削減。

設計プロセスにおけるInspireの適用効果

  • 非常に迅速に多くのコンセプトを生成し、評価することが可能です。
  • 構造部品を素早く設計でき、コスト、開発時間、材料の使用量および製品重量の削減を可能にします。
  • 有限要素解析や試作検証でのトライアル&エラーによるやり直し回数を減らし、開発期間を大幅に短縮することができます。

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シンプルでわかりやすいユーザーインターフェース

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  • マルチ機能アイコン
  • カスタムツールバー
  • 荷重や拘束等、設定項目を瞬時に判断できるマーク表示
  • 日本語をサポート
  • フィーチャーやグリッドへのスナップ機能
  • ポップアップヘルプ
  • CAEの知識を必要とせず、メッシュを用いない幾何形状に基づいたツール

Inspireによる新たな設計プロセス

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  • 初期形状の評価
    • 製品に望まれる設計条件を与え、繰り返し計算によって変位量や応力などを求めて性能を評価します。評価の結果をもとに、具体的な対策を検討します。
  • 設計領域の定義、製造制約条件の設定
    • 補強または削減する部分を設計領域として定義します。また、製造過程における制約(抜き方向や対称構造など)を条件として設定し、計算を実行します。
  • 最適な形状の生成 ⇒ 再評価
    • 設定した条件を満たす最適な形状をInspire内で計算して生成します。生成された新しい形状を再度評価計算し、性能を確認します。

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  • 新規形状を確認⇒ CADへエクスポート
    • 生成されたコンセプトモデルをデータ(STL形式)として出力し、CADソフトを用いて形状を整えます。
  • CADで作成した正確な形状で再評価
    • Step4で作成したCADデータを読み込み、必要な条件を設定して再度評価計算を実行します。
  • 計算結果の評価
    • 最終的なコンセプトモデルの性能を評価し、次の工程へ情報を展開します。

モデリング機能

  • 2Dスケッチ
    • ポイント、ライン、カーブを用いて形状の断面を生成します。長さや径の数値制御、交点の自動認識によるラインまたはカーブの自動分割、幾何拘束、マウスドラッグによる自由な形状変更などを用いて簡単に形状を描くことができます。

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ソリッド作成と編集

  • プッシュ / プルツール
    • スケッチツールで作成された平面または円筒形フェイスの押し出し、または引っ張りに使用します。フェイスを引き伸ばすことにより、ソリッドへの立体化、穴の作成とサイズ変更、丸みの削除や壁の厚みの変更などが行えます。
  • 穴の検索と削除
    • 穴とポケットを検索し、削除します。モデルに含まれるすべての穴やポケットを一度に検索したり、半径を指定して検索したりできます。削除する際、必要な穴だけを残すことも可能です。

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  • インプリントの検索と除去
    • スクラッチやトリミングされたポイントなどのインプリントを検索し、除去が行えます。
  • ラウンドの検索と削除
    • モデル上のフィレット(ラウンド)サーフェスを検索し、削除が行えます。

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  • ブーリアン演算
    • 異なるソリッドパーツ間で、形状を結合したり、削り取ったりすることができます。また、共有部分を抽出することも可能です。
  • 形状の分割
    • 指定したプレーンでパートを2つに分割することができます。

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拡張機能

  • 寸法測定
    • ポイント間の距離や角度、パートやモデル全体を囲むボックスの大きさなどを簡単に表示させることができます。
  • 質量の表示
    • 各パート、モデル全体の質量をリストで表示します。最適計算後には軽量化された質量も確認することができます。
  • 重量・重心の計算
    • 設定したサポートにかかる重量や、モデル全体の重心位置を計算して表示します。

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  • マテリアルライブラリ
    • Inspireにはいくつかの基本的材料を含んだ材料データベースが内蔵されています。また、ヤング率、ポアソン比、密度および降伏応力を入力してユーザー定義の材料作成とネットワーク上の共有化が可能です。
  • アクティブ設定
    • 非アクティベートしたパートは、モデル内に存在しないものとみなされます。特定の部品の複数の形状パターンを1つのモデル内に読み込み、アクティブ設定を行うことで、その変化を迅速に比較できます。アクティブ設定の設計バリエーションも管理できます。

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解析機能

既存設計、およびInspire で生成された新規コンセプト形状の性能について検証が可能です。モデルに適用されている荷重と支持の組み合わせに対する応答を計算することのできる数値的解析手法です。この情報により、設計技術者は、提案されている設計が設計要件を満たしているかどうかを見極めることができます。

  • 解析の種類
    • 静荷重解析
    • 固有振動解析


  • 解析における入力可能条件
    • 荷重
    • 拘束
    • 集中質量、重力
    • 加速度荷重
    • ボルト、ねじ、ジョイント結合
    • 接触

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応答の計算と結果表示

  • 変位  形状の変位または変形量
  • 安全係数  破壊の可能性を示す、応力と降伏応力の比較
  • 降伏率  安全係数と同様に破壊の可能性を示す、降伏応力のパーセンテージ
  • 最大せん断応力  延性材料についての破壊基準
  • フォンミーゼス応力  モデル内に生じる応力状態
  • 最大主応力  脆性材料についての破壊基準
  • 引っ張りと圧縮  モデル内の引っ張り、圧縮の状態
  • ノーマルモード  構造が振動する固有振動数

結果の表示

結果スライダーには、選択した結果タイプのカラーグラデーションが表示されます。このカラーグラデーションの表示により、モデルにかかる値の大きさを色別に確認することができます。

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凡例には、結果の最大値、最小値が表示されます。また、スライダーで指定した値の範囲のみを画面上に表示することもできるため、値の大きい領域や小さい領域を瞬時に把握できます。

形状生成機能

設計する領域から不要な材料を削り、軽量化に重要な部分のみを残します。単に材料を削るのではなく、形状コントロール(抜き方向や穴なし等)の設定により、製造可能な構造を生成します。

  • Inspireの生成する形状の特徴
    • 予期される構造機能に適合する形状
    • 使用材料の節減による効率的な形状
    • 押し出し、鋳造、スタンピングなどの製造プロセスを考慮した形状
    • ダウンストリームエンジニアリングでの根本的な変更の起こりにくい形状
  • 目的関数
    • 質量の最小化
    • 剛性の最大化
  • 制約条件
    • 最大変位
    • 最大応力
    • 最小振動数
    • 最小 / 最大板厚
  • 形状コントロール
    • 型の抜き方向(一方向、両方向)
    • 押し出し
    • スタンピング(板厚一定)
    • 穴なし
    • 面対称、周期対称、周期+面対称
    • パターンの反復
    • 変位制約

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結果の表示

計算で求められた最適な形状はそのままGUIで確認できます。形状比較ツールを用いて、生成した形状の材料の増減や性能評価の解析、形状にフィットしたサーフェスを作ることができます。

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少ない材料に設定するほど、その環境において必要とされる形状が残るため、構造上重要なレイアウトを見極めることができます。

対象業種・業務

  • 製造業、設計業務

システム要件

開発元

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