MSC Adams 汎用機構解析

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MSC Adams 汎用機構解析


Adams は世界で最も広く使用されている機構解析ソフトウェアです。“バーチャルプロトタイプ(仮想試作)”を作成し、設計した製品のあらゆる挙動を、リアルにシミュレーションすることが可能です。自動車、電機、一般機械をはじめ、さまざまな分野で製品の動的性能の予測・検証、設計案の評価・検討、試験の効率化、新製品のプレゼンテーションなどに利用できます。また、CAD、FEM、制御、CGなどのプログラムとも有機的に結合されているため、より高度なニーズにも応えることが可能です。


Adamsは、多数の分野を跨ぐ複合領域解析向けに最適化された新たなソフトウェアです。MSC Nastranと並び、MSC.Softwareソリューション群のコアとして位置づけられます。


Adamsは機構-構造連成シミュレーションをサポートしており、MSC Nastranとの双方向連成が実施できます。AdamsモデルをMSC Nastranへエクスポートした上での詳細なNVH解析や、応力リカバリや寿命・疲労計算も実行可能です。


MSC.Software のMD(Multi Discipline:複合領域)テクノロジは複数の解析領域を横断的に最適化し、大規模モデル解析やHPC(ハイパフォーマンスコンピューティング)でも機能を最大限に生かすことができます。複合領域アプローチは、設計初期段階での検証、製品性能の向上、プロダクトライフサイクルへの素早い洞察を促進することで、効率を全面的に高めます。


開発の初期段階にバーチャルプロトタイピングを活用することで、エンジニアは実機試作をする前に機構システムの構築、テスト、検討、そして改良を行うことができます。Adamsの一連のプロダクトは、機構システムをシミュレートし、機構の妥当性、ジョイント反力、クリアランスや干渉、パッケージング エンベロープ、モーターやアクチュエーターの選定、運転サイクル時間、正確な部品配置などを評価するために運動性能を数値化します。様々な設計バリエーションの検討や、結果を数値データ、グラフ、三次元アニメーションによって視覚的に評価することができます。これにより、従来、数週間~数ヶ月という非常に長い期間を必要としていた製品の開発段階での試作・実験が非常に短い時間でこのプロセスを完了することができます。


Adamsでは機構シミュレーション用の基本ソフトウェアに業界特化型プロダクトをアドオンすることにより、各産業分野でのノウハウを取り込み、そ れぞれの設計プロセスに合わせて作成されたテンプレートを利用することができます。これにより、各プロセスを通して一貫性のある仮想試作を構築することができ、より現実的な設計判断を下すことが可能になります。


Adamsでは各企業におけるバーチャルプロトタイピングの活用度に応じて、実験計画法、耐久性、振動、制御、弾性体モジュールなどを導入すること ができます。これらのモジュール群により、バーチャルプロトタイピングを単にトラブルシューティング用の解析ツールではなく、新製品開発のための標準ツールとして使いこなし、複合領域での最適化やグローバルなコラボレーションが可能になります。
 

 

 

 

関連するものづくりソリューション

 ・設計者向け機構解析の環境構築
 ・機構モデルを活用した振動解析
 ・高精度な機械/装置の位置決め制御
 ・高速回転体装置の振れ回り振動解析
 ・制振・免震性能向上ソリューション
 ・電磁場‐機構連携解析ソリューション


 

モデリング

 

Adamsでは、シンプルで、CADライクな形状作成、マウスの右クリックによるモデル修正、接触自動検出、便利な初期設定とテンプレートにより直感的に機構システムを構築することができます。

解析の種類

解析を実行すると、解析モジュール(Solver)が機構モデルの連立運動方程式を自動的に作成し、これを解きます。Adamsでは以下の6種類の解析が可能です。
 

初期状態解析

静解析や動解析に先立って実行される解析です。初期状態のモデルに矛盾があるか否かを、構成部品の位置や速度が拘束方程式を満たすかどうかで判断します。


 

静的つり合い解析

ある時刻における機構モデルの、内力、外力がつり合う状態を算出します。このとき全ての機構部品の速度、加速度はゼロになります。つり合い解析での運動方程式は代数方程式となりますので、解析は高速です。

 

準静的つり合い解析

機構のある部分を時間刻みで変化させてゆく際の、各時刻での静的つり合い解析を行います。例:重心位置が時間で変化するような場合、各時刻でのつり合い状態を解析します。

初期のつり合い状態からボールネジを駆動させる(重りの位置が右へ移動)
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線形解析(固有値解析)

非線形方程式により表現される機構モデルを、ある時刻に特定して線形化します。これにより、固有値解析、状態マトリクスの作成を行ないます。

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キネマティック解析  [時刻暦解析]

機構モデルの機構学的な運動を解析します。キネマティック解析は、機構の自由度がない場合の解析に相当します。部品の位置は拘束方程式だけで決定されますので、解析は非常に高速です。

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ダイナミック解析  [時刻暦解析]

機構モデルの自由度がある場合の解析です。機構モデルの連立運動方程式(微分方程式)を、数値積分による収束計算を用いて解析します。時刻暦の複雑な数値計算を行うため、計算時間と精度との兼ね合いで、数値積分方法は多くの方法から選択することができます。


初期つり合い状態から重り加速して一定速度で駆動
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リンク結合部にガタをモデル化
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要素ライブラリ

ジョイント要素


回転, 円筒,球,ユニバーサル,並進,固定,平面,スクリュー,インライン,インプレーン, 継ぎ手,フック,等速,ギヤ,カム,ユーザー定義など

 

力要素


並進ばね,トーションばね,並進ダンパー,トーションダンパー,接触, 摩擦, タイヤ, ビーム,ブッシュ,エアロダイナミクス,ユーザー定義など

 

接触要素


カーブとカーブ(2D),点とカーブ(2D),点と平面(3D),カーブと平面(3D), 球と平面(3D),ソリッドとソリッド(3D)など

 

結果表示

・ アニメーション
アニメーションの重ね書き

・ 結果プロット
プロットの重ね書き,プロット演算(各種)

・ 動的干渉チェック
アニメーション表示,最小距離計算

・ フィルター

・ FFT(フーリエ変換)

・ ボード線図

・ スプレッドシート形式出力(タブ区切り)


・ 各種映像出力
AVI,MPG,VRML,TIFF,JPEG,BMPなど

フルインテグレーション

ハイエンドなモデリング、解析および結果表示が、シームレスに1つのパッケージに統合されています。
クリック・ドラッグ操作によって多くの機能を自由に操作でき、タスクの切り替えによるコマンド入力を低減しています。

 

親しみやすいGUI

 

GUIは、直観的な入力を実現するWindowsのリボンUI形式に準拠しています。また、ツリー形式のモデルブラウザーにより、複雑な機構モデルの構造も簡単に把握できます。メニュー表示は英語、日本語、中国語に対応しています。

解析中の結果表示

解析中にアニメーション表示やグラフ出力することができます。
これにより結果が望ましくない場合には即座にパラメータ調整をすることができます。

 

結果の演算機能

解析結果データは、時刻暦プロットやFFT、PSD、ボード線図などのさまざまなプロット方法で表示することができます。またデータの演算機能によって、ゼロ点の調整、曲線同士の誤差検出などができます。

 

簡単なパラメトリックモデリング

すべての入力パラメータは任意のデータや数式の形式で表現することができ、設計変更に伴う部品形状や配置を容易に修正する事ができます。またパラメータスタディーの自動実行、最適化計算までサポートしています。
 
 
 

柔軟なカスタマイズおよびライブラリ機能

ツールバー、アイコン、メニュー、その他のインターフェイスに関わる要素は、簡単にカスタマイズできます。部品情報、製品の特性データ、実験手法などライブラリとして登録し、グループ内のユーザで共有することができます。

 

接触と衝突のモデリング

パート間に作用する接触および衝突力が容易に解析できます。単純形状同士の2D,3D接触から、スプラインを用いた2D接触、さらには一般の3D接触など、ニーズに応じた様々な接触を定義できます。接触特性は、部品間での垂直反力および静・動摩擦を指定します。

ベース製品

Adams View Package 以下の2つのモジュールが含まれます。
Adams View
Adamsのプリポストです。複雑な機構モデルでも、簡単なマウス・キーボード操作により容易に構築することが出来ます。また、マクロによるカスタマイズでモデリング作業の効率化も可能です。
Adams Exchange
他のCAD/CAM/CAEソフトウェアとの形状データ変換を行うインターフェイスプロダクトです。
Adams Solver Adamsのコアとなるソルバーエンジンです。モデルの機構情報から運動方程式を自動的に生成し、キネマティック解析、静的釣り合い解析、ダイナミック解析を行い、各部品の動きや任意の座標系での変位・速度・加速度・力等を出力します。
Adams Studio Package Adams View, Adams Exchange, Adams Solverが含まれます。
 

オプション製品

Adams Solver SMP 共有メモリマシンにおけるモジュールレベルでのパラレル処理を行います。
Adams Linear 非線形のAdams機構モデルを線形化し、固有値解析を行なって固有周波数や固有値ベクトルを出力します。
Adams Insight 実験計画法、パラメータスタディを行うことが可能です。
Adams Flex FEMで作成した弾性体パートをAdamsに組み込むプロダクトです。
Adams Durability Adams上での応力・歪の評価機能と耐久性評価に使用する2つの代表的なファイル形式のインターフェイス機能を備えたプロダクトです。
Adams Controls 制御系設計ソフトウェアと連成してコントローラーを含んだ製品の挙動をシミュレーションするプロダクトです。
Adams Vibration Adamsモデルを使って周波数領域での強制加振の解析ができるプロダクトです。
Adams Mechatronics 制御信号管理及び制御ソフト連成が可能です。
Adams 3D Road 路面データを滑らかな3次元スプライン曲面で作成します。
Adams Tire Handling 様々な状況下での車両の挙動を研究する際に重要となるタイヤと路面間の複雑な相互作用を、モデル化・シミュレーションします。
Adams ViewFlex Adams内で弾性体ファイルの生成を行います。
Adams/Tire Ftire 乗り心地評価用詳細タイヤモデルです。
Adams CAD Translators 様々なネイティブCADデータを内部処理としてParasolidに変換し、Adamsへの入力、および出力を実現します。CAD形状のAdamsへの取り込みや、AdamsからCADへの形状書き出し作業時間を短縮します。
Adams Machinery - Bearing Module Adams View環境下でベアリングの詳細モデルを簡単に作成します。
Adams Machinery - Belt Module Adams View環境下でベルトによる動力伝達システム(プーリー、テンショナーを含む)を簡単に構築します。
Adams Machinery - Cable Module Adams View環境下でケーブルによる動力伝達システム(プーリー、アンカー、ウィンチを含む)を簡単に構築します。
Adams Machinery - Chain Module  Adams View環境下で、チェーンによる動力伝達システム(スプロケット、テンショナーを含む)を簡単に構築します。
Adams Machinery - Gear Module  Adams View環境下で、ギアの詳細モデルを簡単に作成します。
 

オプションパッケージ

Adams Structures Bundle Adams Flex、Adams Durabilityが含まれます。
Adams Controls Bundle Adams Controls、Adams Mechatronics、Adams Vibrationが含まれます。
Adams Ground Vehicle Bundle Adams Tire Handling、Adams 3D Roadが含まれます。
Adams Interactive Flex Bundle Adams ViewFlex、Adams Flexが含まれます。
Adams Machinery Module Bundle Adams Machineryの全モジュールが含まれます。
(Bearing、Belt、Cable、Chain、Gear)
Adams Car Studio Car Plug-In、Car Suspension、SmartDriver、Ground Vehicle Package、Vehicle Solverが含まれます。
Adams Chassis Studio Chassis GUI、Chassis Utilities、Smart Driver、Ground Vehicle Package、Vehicle Solverが含まれます。
Adams Car Ride Plug-in Car Plug-In、Car Rideが含まれます。
Adams Driveline Package Car Plug-In、Drivelineが含まれます。
Adamsを用いた解析事例をご紹介します。

・全日本学生フォーミュラ大会出場校様


・エンジンクランクとレイン解析 
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・ピストンスラップノイズ低減 
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・ブレーキ振動特性改善
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・ATVフレームの疲労耐久解析
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・駆動系トルク配分コントロール
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