今日、航空機の構造の複雑化が進むにつれて、構造解析の需要が増大し、トレーサビリティと全体的な解析のワークフローを改善する必要性が高まっています。ワークフローの改善は、構造設計で発生する経常外費用の削減につながる可能性があるからです。シーメンスのソリューションに統合されたエンドツーエンドの構造解析は、設計、負荷、有限要素法 (FEM)、安全マージンのプロセスを接続し、生産性、トレーサビリティ、設計の拡張性を改善して、数百万ドルものキャッシュバーンを削減します。
構造の性能エンジニアリング
今日、航空機の構造の複雑化が進むにつれて、構造解析の需要が増大し、トレーサビリティと全体的な解析のワークフローを改善する必要性が高まっています。ワークフローの改善は、構造設計で発生する経常外費用の削減につながる可能性があるからです。シーメンスのソリューションに統合されたエンドツーエンドの構造解析は、設計、負荷、有限要素法 (FEM)、安全マージンのプロセスを接続し、生産性、トレーサビリティ、設計の拡張性を改善して、数百万ドルものキャッシュバーンを削減します。
今日、航空機の構造の複雑化が進むにつれて、構造解析の需要が増大し、トレーサビリティと全体的な解析のワークフローを改善する必要性が高まっています。ワークフローの改善は、構造設計で発生する経常外費用の削減につながる可能性があるからです。シーメンスのソリューションに統合されたエンドツーエンドの構造解析は、設計、負荷、有限要素法 (FEM)、安全マージンのプロセスを接続し、生産性、トレーサビリティ、設計の拡張性を改善して、数百万ドルものキャッシュバーンを削減します。
競争が激化するなか、設計コストの削減や革新的な設計への圧力が高まり、航空機の構造の複雑化が進んで、収益性にも影響が及んでいます。航空機プログラムの経常外費用の最大60%を占める構造のワークフローに問題があると、最悪の場合、5年ものプログラム遅延を招き、開発予算の超過は50％にのぼる恐れがあります。同時に、メーカーが顧客に支払う違約金は数十億ドルに達するでしょう。
一方、グローバルエンジニアリングチームは、航空機の構造設計と評価に関わり、リスクを共有するパートナーとサプライヤーの数を増やす傾向にあり、認証や自動化のためのトレーサビリティの向上を求めています。既存の航空機構造ワークフローの根本的な問題は、システム、チーム、ツールが分離してサイロ化していることです。設計、負荷計算、有限要素法 (FEM)、安全マージンなどの構造解析が完全統合されていないため、通信の遅延、認証のためのトレーサビリティの欠如、エラーのリスク、設計変更の実装遅延が発生しています。
シーメンスのソリューションポートフォリオを使用した合理的なエンドツーエンドのプロセスを使用すると、CAD / CAEの統合と自動化により生産性が30％向上し、プログラムの開発期間と認証期間は2年短縮します。この統合アプローチでは、シミュレーションデータ管理機能とクラス最高のCFD / FEAツールを使用して正確な負荷を見積もり、FEM / MOS解析を実行します。
このソリューションを詳しく見てみましょう。
製品の軽量化と強化を同時に達成するため、複合材を使用する機会が増えています。Simcenterは、材料モデルおよび要素の種類の継続的な開発を通じて、最先端の複合材解析を提供しています。Simcenterは、複合材設計、正確なソルバー、および包括的なポスト処理へのシームレスな接続により、積層複合材のシミュレーションプロセス全体の処理を高速化します。
負荷と境界条件を適用するさまざまな技術に加え、1D、2D、3D要素のメッシュを自動 / 手動で作成する幅広いモデリング機能を使用して、効率的にモデルを作成します。ユーザー定義のジオメトリ編集、メッシュ、および境界条件がすべて基本設計に関連付けられます。つまり、基本設計のジオメトリが変更されたら、すぐにモデルを更新できます。このアプローチによって、下流工程のモデリング時間が著しく減少し、設計と解析が何度も繰り返されるプロジェクト全体では大幅な時間の短縮になります。
コピー機、スライド式サンルーフ、ウィングフラップなど、複雑な機械システムの動作環境の理解はときとして困難です。モーションシミュレーションを使用すると、機械システムの反力、トルク、速度、加速度などを計算できます。
解析モデルの準備にかかる時間が短縮し、結果の評価により多くの時間を費やすことができます。CAEジオメトリ編集、包括的なメッシュ作成、FEアセンブリ管理、マルチCAEソルバー環境、高速シミュレーション結果のポスト処理、レポート作成の独自ツールを使用して、複数のCADのジオメトリデータから、すぐに実行できる完全な解析モデルを生成します。
コンポーネントや製品アセンブリが応力や振動にどのように反応するかを理解することは、どの業界でも非常に重要です。複雑な製品や材料を扱うエンジニアは単なる線形静解析以上のツールを必要としています。Simcenterは、構造解析のさまざまな問題を解決するソリューションを単一のユーザー環境に提供します。
Simcenterには、業界トップクラスの包括的な熱シミュレーション機能が実装されており、ユーザーは開発中の製品の熱特性を理解し、熱管理ソリューションの性能を最適化することができます。
空力、構造、システムに関して今日どのような選択をするかによって、明日の航空機の性能が決まり、10〜40年先の航空機プログラムの成否が分かれる可能性があります。統合デジタライゼーション戦略を実行すると、航空機プログラムが加速し、エンジニアリングのリスクも低減してより良い設計を迅速に作成できるようになります。このため、設計サイクルの後半に発生するとコストが高くつく問題も予め排除することができます。
複雑な航空機エンジン・システムの性能要件 (排出、騒音、エネルギー効率、安全、信頼性など) を実現するには、多くの分野を統合したビューを表示できるプラットフォームが必要です。シーメンスデジタルインダストリーズソフトウェアのポートフォリオは、堅牢な設計領域探索、拡張性の高いマルチフィジックス、ダイナミクス、CFD機能、業界をリードする物理試験、経験豊富なエンジニアリング・サービスを独自に組み合わせ、すべてのレベルで技術的知見を提供します。
負荷と境界条件を適用するさまざまな技術に加え、1D、2D、3D要素のメッシュを自動 / 手動で作成する幅広いモデリング機能を使用して、効率的にモデルを作成します。ユーザー定義のジオメトリ編集、メッシュ、および境界条件がすべて基本設計に関連付けられます。つまり、基本設計のジオメトリが変更されたら、すぐにモデルを更新できます。このアプローチによって、下流工程のモデリング時間が著しく減少し、設計と解析が何度も繰り返されるプロジェクト全体では大幅な時間の短縮になります。
解析モデルの準備にかかる時間が短縮し、結果の評価により多くの時間を費やすことができます。CAEジオメトリ編集、包括的なメッシュ作成、FEアセンブリ管理、マルチCAEソルバー環境、高速シミュレーション結果のポスト処理、レポート作成の独自ツールを使用して、複数のCADのジオメトリデータから、すぐに実行できる完全な解析モデルを生成します。
