Simcenter 3D Structures 製品概要

Simcenter 3D Structures概要

Simcenter 3Dは、NXプラットフォームに基づき、NX CAD、LMS Virtual.lab、NX Nastran、LMS Samtechの技術を継承して拡張したCAEの総合環境です。
Simcenter 3D Structuresは、プリポストプロセッサ「Simcenter 3D Engineering Desktop」に、構造解析ソルバー「Simcenter Nastran Basic」を備えた包括的なソフトウェアです。

Simcenter 3D Structuresで提供する解析機能

Simcenter Nastran Basic [NXN002]

• 線形静解析
• 実固有値解析
• ベーシック非線形解析
• ベーシック非線形過渡解析
• 定常熱伝導解析
• 非定常熱伝導解析

Simcenter Nastran構造系追加オプション

Advanced　Dynamics [NXN002] 動的応答、DMP、スーパーエレメント、DMAP、空力弾性	Optimization [NXN007] パラメトリック最適化
Dynamic Response [NXN004] 動的応答	Topology Optimization [NXN016] トポロジ最適化
DMP [NXN010] メモリ分散型並列処理	Multistep Nonlinear [NXN030] マルチステップ非線形

Simcenter 3D Structuresのプリポスト機能

Simcenter 3D Structuresは、プリポストプロセッサ「Simcenter 3D Engineering Desktop」の機能を提供します。

※詳細なプリポスト機能は、「Simcenter 3D Engineering Desktop」の紹介ページをご覧ください。

Simcenter 3D Engineering Desktop

Simcenter 3D Structures 製品詳細

Simcenter 3D Structuresの解析機能

Simcenter 3D Structuresは、Simcenter Nastran Basicをソルバーとして、Simcenter 3D製品群の構造解析をサポートしています。

※Simcenter 3D structuresには、Simcenter Nastran Basic(NXN001)が含まれますが、ソルバーはSimcenter 3Dからのみ実行可能です。

Simcenter Nastran Basic

線形静解析

静的な荷重が作用し、力学的なつり合い状態にある構造物の変形や応力、ひずみ、反力などを求めることができます。時間変化しないか、ほとんど変化しないような荷重を支える構造物の強度評価や変形の度合いを知ることができます。また、部品の強度・剛性を評価することができます。

※非拘束構造をシミュレーションする慣性リリーフ解析にも対応しています。

ブラケットの剛性解析	アセンブリモデル
積層複合材モデル
熱応力解析

線形静解析

構造物の共振周波数と、固有モードを求めることができます。固有モードとは、構造体の固有振動数においてどのように振動しているか変形状態を示します。ただし、CAEソフトウェアで表示される変位量は物理量ではなく、相対的なものなので絶対値には物理的な意味はありませんので、注意が必要です。構造体に与える荷重の周波数が分かっている場合、その構造体が共振するか予想することが可能です。また、その場合の固有モードを見ることで構造体の変形を予想することが可能なため、事前に構造体に対策を実施して、固有振動数を変える検討を行うことができます。

非線形解析

形状変化や材料の変化を考慮した解析を実施します。形状変化を考慮した解析は外部からの力によって解析対象が変形し、変形した状態での力が均衡する様子を計算します。これは幾何学的非線形性を考慮した解析と呼ばれます。

材料の変化は、材料の硬さの変化や、降伏中および降伏後の特性をモデル化します。さらにゴムのような大変形する材料に関して、幾何学的非線形性を考慮して剛性や応力、ひずみの関係をモデル化し表現できます。
Simcenter Nastran Basicでは、ベーシック非線形解析を提供します。さらに、[マルチステップ非線形]オプションでは高度な非線形解析をサポートします。

[マルチステップ非線形]に移動

熱伝導解析

定常的な、あるいは、非定常（時間依存）の発熱などの熱荷重が作用するときの温度分布を調べたり、熱の流れ方を確認したりできます。熱応力解析を行うときの元になる温度分布を計算で求めることができます。
固体熱伝導のほかに、空気や水などの流体による対流熱伝達、輻射による熱流束、相転移を考慮した包括的な解析が可能です。

Simcenter Nastran構造系追加オプション

動的応答

時刻歴荷重や振動などに対する、構造物の動的な特性を評価することができます。
Dynamic Response追加オプションでは、複素固有値解析、線形過渡解析、周波数応答解析、スペクトル応答解析、ランダム応答解析を提供します。

例えば、加振実験を行い、対象部品の共振周波数が規定された周波数レンジに入らないことを確認します。この加振実験をSimcenter Nastranのモーダル周波数応答解析で実施できます。

マルチステップ非線形

マルチステップ非線形オプションでは、Simcenter NastranのテクノロジとSamcef の高度な非線形機能を統合したマルチステップ非線形ソリューションを提供します。

※Samcef…1965年にドイツのリエージュ大学から始まり、欧州の航空宇宙企業で実績のある高度な構造非線形解析ソルバー

金属材料の塑性変形	超弾性材料(ラバーネット)の粘弾性
ゴムシールの接触	接着剤の剥離

パラメトリック最適化

板厚や縦弾性係数など基準とするパラメータを設定し、目的や制約を満たす最適なパラメータを求めることができます。効率的に性能基準を満たす寸法の製品を設計できるので、製品設計の改善にともなう工数を削減します。

トポロジー最適化

最適化対象とする各要素について設計変数を作成し、目的や制約を満たす最適な材料の配置を求めることができます。重量や許容応力などの与えられた設計要件を満足する構造を求めることができます。

メモリ分散型並列処理

Simcenter Nastranでは、以下の2つのタイプの並列処理が可能です。

・メモリ共有型並列処理（SMP）
・メモリ分散型並列処理（DMP）

※DMPはAdvanced Dynamicsオプションが必要になります。

▪︎メモリ共有型並列処理（SMP）

SMPとは、Shared Memory Parallel Processing(メモリ共有型並列処理)の略で、1つのマシンでメモリを共有しながら並列処理するものです。
SMPは利用が簡単で、スレッド数を指定するとそのまま実行が可能です。

▪︎メモリ分散型並列処理（DMP）

DMPとは、Distributed Memory Parallel の略で、ネットワーク結合された複数のマシンで計算処理を実行するものです。DMPではモデルを完全に独立して解析処理します。そのため、DMPは特に規模の大きな解析でメリットが生まれます。

※Simcenter Nastranオプションの事例紹介は、「Simcenter Nastran」の紹介ページに掲載されておりますので、ぜひご覧ください。

Simcenter Nastran

Simcenter 3D Structuresのプリポスト機能

Simcenter 3D Structuresは、プリポストプロセッサ「Simcenter 3D Engineering Desktop」の機能を提供します。

※詳細なプリポスト機能は、「Simcenter 3D Engineering Desktop」の紹介ページをご覧ください。

Simcenter 3D Engineering Desktop

Simcenter3D 動作環境

OS	Microsoft Windows(64bit)	・Windows10 Pro/Enterprisebr ・Windows11 Pro/Enterprise
CPU	Intel x86互換64bit CPU(Intel 64, AMD 64)
メモリ	8GB以上 ※推奨 RAM:32GB以上
ハードディスク	1GB以上の空き容量（インストール用）
グラフィクス	ワークステーション向けOpenGL対応のグラフィックス製品 ※推奨: NVIDIA RTX, Tシリーズ、AMD Radeon Proシリーズ

※Mac OS Xはサポートされていません。
※Linuxはソルバおよびプログラムの実行に対してのみサポートされています。
※詳細はお問い合わせください。

Simcenter 3D 製品構成

基本モジュール

Simcenter 3Dの製品構成では、いずれの基本モジュールの購入が必須です。

Simcenter ３D製品 [製品ID]	製品説明
Engineering Desktop [SC12500]	プリポスト機能のみ
Structures [SC13500]	プリポスト機能にSimcenter Nastran Basic相当がバンドルされた製品

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拡張機能

上記の基本モジュールいずれかとの組み合わせでご利用いただけます。

＜Simcenter Nastranオプション＞

※Engineering Desktop [SC12500]とのご利用の場合は、Simcenter Nastran Basic [NXN001]の購入が前提となります。

Advanced　Dynamics [NXN002] （動的応答、DMP、スーパーエレメント、DMAP、空力弾性）
Dynamic Response [NXN004] 動的応答	Optimization [NXN007] パラメトリック最適化
DMP [NXN010] メモリ分散型並列処理	Topology Optimization [NXN016] トポロジ最適化
Multistep Nonlinear [NXN030] マルチステップ非線形	Rotor [NXN040] ローターダイナミクス

Advanced Acoustics [NXN015] 音響 ※Advanced　Dynamics [NXN002]またはDynamic Response [NXN004]の購入が前提となります。

Simcenter 3Dでは、様々な解析領域に対して拡張オプションが用意されています。

• ◾️音響解析
  Simcenter 3D音響/NVH

  ◾️熱流体解析
  Simcenter 3D Thermal/Flow

  ◾️電磁界解析
  Simcenter 3D　Electromagnetics

  ◾️材料解析
  Simcenter 3D Materials Engineering

  ◾️モデルコリレーション
  Simmcenter 3D FE Model Correlation

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Simcenter 3Dでは、各ソルバー環境オプションが用意されています。

◾️Simcenter 3D Environment
LS-Dyna / Simcenter Samcef / MSC Nastran / Ansys / Abaqus / ADINA

※各ソルバーでそれぞれの環境オプションが必要です。
※Simcenter 3D Engineering DesktopおよびSimcenter 3D Structuresには標準でSimcenter Nastranインターフェースが含まれています。

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