CAEを正しく使い疲労強度計算と有機的につなげる(15):
「ボルトの疲労強度」を理解する
金属疲労を起こした際にかかる対策コストは膨大なものになる。連載「CAEを正しく使い疲労強度計算と有機的につなげる」では、CAEを正しく使いこなし、その解析結果から疲労破壊の有無を予測するアプローチを解説する。連載第15回では「ボルトの疲労強度」について取り上げる。(2024/10/28)
研究開発の最前線:
優れた熱電特性を有し有害元素を含まない熱電材料を開発
東京都立産業技術研究センターは、温度差を電力に変換する「熱電材料」として、優れた熱電特性を有し有害元素を含まないp型リン系熱電材料を開発した。(2024/10/7)
1Dモデリングの勘所(35):
フローで考える音振動のモデリング(その2) 〜振動問題、音振動連成問題に適用する〜
「1Dモデリング」に関する連載。連載第35回では「フローで考える音振動のモデリング(その2)」と題し、振動問題、音振動連成問題に適用する際の定式化の方法などについて解説する。(2024/9/17)
CAEを正しく使い疲労強度計算と有機的につなげる(12):
使わなければ話にならない「接触要素」(その1)
金属疲労を起こした際にかかる対策コストは膨大なものになる。連載「CAEを正しく使い疲労強度計算と有機的につなげる」では、CAEを正しく使いこなし、その解析結果から疲労破壊の有無を予測するアプローチを解説する。連載第12回では、本連載の1つ目の本丸である「接触要素」について取り上げる。(2024/9/12)
FAニュース:
制振材料単体での損失係数とヤング率を算出する損失係数算出ツール
小野測器は、制振材料単体での損失係数とヤング率を算出する損失係数算出ツール「OT-0450」を発売した。素材メーカーや、振動の影響を受ける製品を開発するメーカーでの品質向上と耐久性向上に寄与する。(2024/8/5)
CAEを正しく使い疲労強度計算と有機的につなげる(9):
「安全率」について考える
金属疲労を起こした際にかかる対策コストは膨大なものになる。連載「CAEを正しく使い疲労強度計算と有機的につなげる」では、CAEを正しく使いこなし、その解析結果から疲労破壊の有無を予測するアプローチを解説する。連載第9回では、いよいよ「安全率」の話題に突入する。(2024/7/22)
研究開発の最前線:
ねじり変形したカーボンナノチューブバンドル構造体に回位の発生を確認
東京工業大学は、カーボンナノチューブバンドル構造体をねじり変形させると、回位が発生することを発見した。回転を起こした領域と、起こしていない領域との境界線である回位線の観測にも成功している。(2024/7/10)
CAEを正しく使い疲労強度計算と有機的につなげる(6):
CAEソフトに仕掛けられた2つ目のトラップ「応力特異点」を解決する
金属疲労を起こした際にかかる対策コストは膨大なものになる。連載「CAEを正しく使い疲労強度計算と有機的につなげる」では、CAEを正しく使いこなし、その解析結果から疲労破壊の有無を予測するアプローチを解説する。連載第6回は、CAEソフトに仕掛けられた2つ目のトラップである「応力特異点」を取り上げる。(2024/6/11)
研究開発の最前線:
電気絶縁性と金属並みの熱伝導率を兼ね備えたゴムシートを開発
東京大学は、電気絶縁性と金属並みの熱伝導率を兼ね備えたゴムシートを開発した。パルス交流電界を用いて、窒化ホウ素フィラーを厚み方向に配向すること成功した。(2024/5/29)
CAEを正しく使い疲労強度計算と有機的につなげる(5):
1次要素と2次要素は「次元が違うくらい」異なる!?
金属疲労を起こした際にかかる対策コストは膨大なものになる。連載「CAEを正しく使い疲労強度計算と有機的につなげる」では、CAEを正しく使いこなし、その解析結果から疲労破壊の有無を予測するアプローチを解説する。連載第5回は「1次要素」と「2次要素」について取り上げる。(2024/5/27)
CAEを正しく使い疲労強度計算と有機的につなげる(4):
有限要素法入門 〜要素剛性マトリクスの導出〜
金属疲労を起こした際にかかる対策コストは膨大なものになる。連載「CAEを正しく使い疲労強度計算と有機的につなげる」では、CAEを正しく使いこなし、その解析結果から疲労破壊の有無を予測するアプローチを解説する。連載第4回は、前回に引き続き「有限要素法」について解説する。(2024/5/20)
CAEを正しく使い疲労強度計算と有機的につなげる(3):
有限要素法入門 〜連立方程式の解法、変位の計算〜
金属疲労を起こした際にかかる対策コストは膨大なものになる。連載「CAEを正しく使い疲労強度計算と有機的につなげる」では、CAEを正しく使いこなし、その解析結果から疲労破壊の有無を予測するアプローチを解説する。連載第3回では、前回作成した全体剛性マトリクスから弾性変形後の変位を求める。そして、変位−ひずみマトリクス[B]を導出する。(2024/4/15)
CAEを正しく使い疲労強度計算と有機的につなげる(2):
連載「CAEを正しく使い疲労強度計算と有機的につなげる」の内容と有限要素法
金属疲労を起こした際にかかる対策コストは膨大なものになる。連載「CAEを正しく使い疲労強度計算と有機的につなげる」では、CAEを正しく使いこなし、その解析結果から疲労破壊の有無を予測するアプローチを解説する。連載第2回では本連載の「あらすじ」と「有限要素法」について取り上げる。(2024/3/11)
設計者CAE教育のリデザイン(再設計)(1):
これでいいのか!? 設計者のCAE教育
連載「設計者CAE教育のリデザイン(再設計)」では、“設計者CAEの教育”に焦点を当て、40年以上CAEに携わってきた筆者の経験に基づく考え方や意見を述べるとともに、改善につながる道筋を提案する。(2024/3/7)
福田昭のデバイス通信(447) 2022年度版実装技術ロードマップ(71):
プロセッサやメモリなどの進化を支えるパッケージ基板
今回は第3章第4節第8項(3.4.8)「パッケージ基板」の概要を説明する。パッケージ基板の変遷と、パッケージ基板に対する要求仕様のロードマップを解説する。(2024/3/6)
CAEと計測技術を使った振動・騒音対策(18):
騒音低減技術の基本「遮音」と「吸音」を理解する 〜遮音について〜
“解析専任者に連絡する前に設計者がやるべきこと”を主眼に置き、CAEと計測技術を用いた振動・騒音対策の考え方やその手順を解説する連載。連載第18回では、騒音低減技術の基本である「遮音」と「吸音」のうち、遮音について取り上げる。(2023/11/16)
材料技術:
骨に近いしなやかさを持つチタン合金を国内メーカーで初めて量産化
大同特殊鋼は、人工骨などに利用される生体用低弾性率チタン合金Ti-15Moを国内メーカーで初めて量産化した。骨に近いしなやかさを持つことから、体内に埋め込んだ際、治癒の早期化が期待できる。(2023/11/7)
CAEと計測技術を使った振動・騒音対策(15):
ボールねじを使った1軸リニアアクチュエーターの性能向上
“解析専任者に連絡する前に設計者がやるべきこと”を主眼に置き、CAEと計測技術を用いた振動・騒音対策の考え方やその手順を解説する連載。連載第15回では、ボールねじを使った1軸リニアアクチュエーターの性能向上について考える。(2023/9/21)
大気中でも取り扱える材料に:
平面構造のケイ素系ディラック物質を理論設計
東北大学は、スパコンを用いた第一原理計算により、安定な平面構造のケイ素系ディラック物質(BeSi2)を理論設計することに初めて成功した。(2023/9/1)
CAEと計測技術を使った振動・騒音対策(13):
シミュレーションによる時刻歴応答解析を理解する
“解析専任者に連絡する前に設計者がやるべきこと”を主眼に置き、CAEと計測技術を用いた振動・騒音対策の考え方やその手順を解説する連載。連載第13回では「シミュレーションによる時刻歴応答解析」について紹介する。(2023/8/28)
CAEと計測技術を使った振動・騒音対策(8):
振動低減の戦略 〜ばね−マス系の振動【1】〜
“解析専任者に連絡する前に、設計者がやるべきこと”を主眼に、CAEと計測技術を用いた振動・騒音対策の考え方やその手順を解説する連載。連載第8回では、振動低減に向けた戦略の立案と効果の予測に必要な「ばね−マス系」の特性について取り上げる。(2023/6/8)
1Dモデリングの勘所(17):
物性を起点としたモデリングについて考える
「1Dモデリング」に関する連載。連載第17回は「物性を起点としたモデリング」をテーマに、まず物性について種々の視点から考察し、これを受けて物性を起点とした材料力学、熱力学、電気、感性とモデリングの関係について考える。(2023/3/15)
中堅技術者に贈る電子部品“徹底”活用講座(74):
ワイヤーボンド(4) ―― 銅ワイヤーの評価項目とその注意点
今回はコストダウンの一環として導入が進められている銅ワイヤーの評価項目とその注意点について説明します。(2023/1/27)
医療機器ニュース:
BioHEAとレーザー金属AMを組み合わせて、生体骨のような新材料を開発
大阪大学は、バイオハイエントロピー合金とレーザー金属3Dプリンティングを組み合わせることで、強度と加工性に優れ、低弾性、生体親和性を兼ね備えた、生体骨のような新材料を開発した。人工関節や骨固定デバイスなどに適用できる。(2022/12/14)
デジタルエンジニアの重要性と育成のコツ(5):
設計者CAEを活用した構造解析はじめの一歩
現代のモノづくりにおいて、3D CADやCAE、CAM、3Dプリンタや3Dスキャナーといったデジタル技術の活用は欠かせない。だが、これらを単に使いこなしているだけではデジタル技術を活用した“真の価値”は発揮できない。必要なのは、デジタル技術を活用し、QCDの向上を図り、安全で魅力ある製品を創り出せる「デジタルエンジニア」の存在だ。連載第5回では「設計者CAEを活用した構造解析」について解説する。(2022/11/21)
いまさら聞けない 非線形構造解析入門(4):
材料非線形性の基礎、そして複雑な材料モデルの理論を知る
多くの3D CADではオプションとしてCAE機能が用意されているが、多くの方が「線形解析」での利用にとどまっており、「非線形解析」にまで踏み出せていない現状がある。本連載では、構造解析でも特に非線形解析にフォーカスし、初心者向けに分かりやすくその特長や活用メリットなどを紹介する。連載第4回では、3つの非線形性のうちの1つ「材料非線形性」について取り上げる。(2022/9/7)
いまさら聞けない 非線形構造解析入門(3):
非線形解析のフローと幾何学的非線形性
多くの3D CADではオプションとしてCAE機能が用意されているが、多くの方が「線形解析」での利用にとどまっており、「非線形解析」にまで踏み出せていない現状がある。本連載では、構造解析でも特に非線形解析にフォーカスし、初心者向けに分かりやすくその特長や活用メリットなどを紹介する。連載第3回では、3つの非線形性のうちの1つ「幾何学的非線形性(形状非線形性)」について取り上げる。(2022/8/1)
いまさら聞けない 非線形構造解析入門(2):
非線形に入る前に、線形有限要素法について復習しておく
多くの3D CADではオプションとしてCAE機能が用意されているが、多くの方が「線形解析」での利用にとどまっており、「非線形解析」にまで踏み出せていない現状がある。本連載では、構造解析でも特に非線形解析にフォーカスし、初心者向けに分かりやすくその特長や活用メリットなどを紹介する。連載第2回では「非線形」の話題に入る前に、あらためて「線形有限要素法」について確認する。(2022/7/4)
古河電工、20年比倍増の出荷目指す:
パワー半導体の信頼性を高める厚みがより均一な銅条
古河電気工業(以下、古河電工)は2022年6月22日、パワー半導体に使用される絶縁基板の反りを低減することのできる無酸素銅条の圧延技術を開発し、同技術を適用した無酸素銅条製品の出荷を一般に開始すると発表した。(2022/6/23)
フリーFEMソフトとExcelマクロで形状最適化(12):
領域最適化のアルゴリズムについて考える
原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。連載第12回では、前回に引き続き「領域最適化」をテーマに具体的なアルゴリズムについて考えながら、その理解を深めていく。(2022/6/22)
フリーFEMソフトとExcelマクロで形状最適化(11):
領域最適化の基本的な考え方を理解する
原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。連載第11回では、トポロジー最適化のような派手さはないが、とても実用的な技術である「領域最適化」について、その基本的な考え方を解説する。(2022/6/15)
医療機器ニュース:
柔らかくて強い、生体骨に近い特性の金属材料を開発
東北大学は、生体骨に匹敵する柔らかさと高い耐摩擦性を両立させた、新規コバルトクロム系生体用金属材料を共同開発した。人工関節やボーンプレート、ステントなどへの応用が期待できる。(2022/6/9)
いまさら聞けない 非線形構造解析入門(1):
非線形解析って何だ!?
多くの3D CADではオプションとしてCAE機能が用意されているが、多くの方が「線形解析」での利用にとどまっており、「非線形解析」にまで踏み出せていない現状がある。本連載では、構造解析でも特に非線形解析にフォーカスし、初心者向けに分かりやすくその特長や活用メリットなどを紹介する。(2022/6/2)
材料技術:
曲げた後に元に戻せる金属材料「アモルファス合金」、へレウスが国内で事業化
へレウスが2022年から国内での本格的な展開を始めたアモルファス合金事業について説明。ジルコニウムなどを主成分とするアモルファス合金は、高い曲げ強度とひずみ性能を同時に実現するなど従来の金属材料にない特性を持つ他、同社がアモルファス合金向けで初めて実用化した3Dプリンティング技術によって軽量化なども可能になるという。(2022/5/24)
フリーFEMソフトとExcelマクロで形状最適化(10):
チェッカーフラグ対策付きトポロジー最適化の実践
原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。連載第10回では、チェッカーフラグ対策付きトポロジー最適化を実践するとともに、対策のないトポロジー最適化結果との比較を行う。(2022/5/24)
フリーFEMソフトとExcelマクロで形状最適化(8):
トポロジー最適化の実践 〜いろいろな“形の創造”事例〜
原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。連載第8回では、トポロジー最適化の適用による、いろいろな“形の創造”事例を紹介する。(2022/4/25)
フリーFEMソフトとExcelマクロで形状最適化(6):
密度法によるトポロジー最適化の準備を行う
原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。連載第6回では「最適性規準法」を用いて、剛性を最大化=平均コンプライアンスを最小化する設計パラメータを求める。(2022/3/24)
フリーFEMソフトとExcelマクロで形状最適化(5):
トポロジー最適化 〜密度法の定式化〜
原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。連載第5回では、トポロジー最適化における密度法の定式化に取り組む。(2022/3/8)
フリーFEMソフトとExcelマクロで形状最適化(4):
トポロジー最適化に挑戦する
原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。連載第4回では、トポロジー最適化に取り組む。(2022/2/22)
Innovative Tech:
3Dプリントしたゼラチンをゲームコントローラーで操作 破損しても5回まで再印刷可能
オーストリアのJohannes Kepler University Linzの研究チームは、3Dプリンタを使い、ゼラチンベースの生分解性ハイドロゲルを造形できる手法を開発した。アクチュエータやセンサーを搭載することで、ゲーム用コントローラーでハイドロゲルを制御できる。(2022/2/8)
フリーFEMソフトとExcelマクロで形状最適化(2):
パラメトリック最適化に挑戦する
原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる! 本連載ではフリーのFEM(有限要素法)ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。連載第2回では片持ちはりをモチーフに、パラメトリック最適化について解説を始める。(2022/1/19)
設計者向けCAEを使ったボルト締結部の設計(8):
ボルト締結部の有限要素法モデルの比較と部分固着モデルの提案
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。連載第8回では、解析専任者が行っているボルト締結部の有限要素法モデルをいくつか紹介し、実験データのある簡単な振動解析事例を解いて、解析精度を比較してみます。(2021/10/20)
CYBERNET Solution Live 2021:
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
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。(2021/10/5)
設計者向けCAEを使ったボルト締結部の設計(5):
金属材料の摩擦係数
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。連載第5回では、金属同士の摩擦係数を測定したデータを紹介し、軸力見積もり時に使用すべき摩擦係数を提案する。(2021/7/13)
設計者向けCAEを使ったボルト締結部の設計(3):
ボルトが疲労破壊しない条件
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。連載第3回は「ボルトが疲労破壊しない条件」について詳しく取り上げる。(2021/5/18)
構造解析、はじめの一歩(10):
令和時代の設計者にささげる、設計者CAE“8つ”のポイント
「構造解析」を“設計をより良いものとするための道具”として捉え、実践活用に向けた第一歩を踏み出そう。最終回となる第10回は、連載の【総まとめ】として、設計者CAEを実践する上で押さえておきたい8つのポイントを紹介する。(2021/2/1)
構造解析、はじめの一歩(9):
解析結果の表示と解釈は実践に向けた最終関門!
「構造解析」を“設計をより良いものとするための道具”として捉え、実践活用に向けた第一歩を踏み出そう。第9回は、基本的な解析を実践する上で、最終関門となる解析結果の表示と解釈について取り上げる。(2020/12/22)
5Gや車載機器向け発振器に対応:
600Kでも安定動作するGaN系MEMS振動子を開発
物質・材料研究機構(NIMS)は、600K(約326℃)の高温でも安定して動作するGaN(窒化ガリウム)系MEMS振動子を開発した。5G(第5世代移動通信)や車載機器向けタイミングデバイスなどの用途に向ける。(2020/12/16)
構造解析、はじめの一歩(8):
解析結果を左右する「構造」と同じくらい重要な“その他の要因”とは
「構造解析」を“設計をより良いものとするための道具”として捉え、実践活用に向けた第一歩を踏み出そう。第8回は、解析結果を大きく左右する「構造以外の要因」について着目し、その重要性をステップ・バイ・ステップで分かりやすく解説する。(2020/10/20)
無償3D CAD「FreeCAD」を使ってみよう(6):
見せてもらおうか、FreeCADのFEMワークベンチの実力とやらを!
オープンソースの3D CAD「FreeCAD」をご存じだろうか。無償でありながら、3Dモデリング、メッシュデザイン、製図(ドラフト)、有限要素法解析(FEM)、レイトレーシング、ロボティクス機能など、標準機能がとにかく充実している。本連載では「FreeCAD 0.18」を用いて各機能の実際の操作や使用感を紹介していく。連載第6回では、FreeCADの標準ワークベンチである「FEM」の使用感をレビューする。(2020/10/16)
にわかに地球規模のトピックとなった新型コロナウイルス。健康被害も心配だが、全国規模での臨時休校、マスクやトイレットペーパーの品薄など市民の日常生活への影響も大きくなっている。これに対し企業からの支援策の発表も相次いでいるが、特に今回は子供向けのコンテンツの無料提供の動きが顕著なようだ。一方産業面では、観光や小売、飲食業等が特に大きな影響を受けている。通常の企業運営においても面会や通勤の場がリスク視され、サーモグラフィやWeb会議ツールの活用、テレワークの実現などテクノロジーによるリスク回避策への注目が高まっている。