CFRP製品のラフ積層設計から製造可能な積層設計までの手順紹介
本記事のトピック:ラフ最適化設計から製造可能な設計までの流れを紹介
本記事のトピック:ラフ最適化設計から製造可能な設計までの流れを紹介
Abaqus連携TruFormとGenesisを活用!F1マシンの過酷な荷重と製造要件をクリアする、非線形CAE最適化の実践アプローチを公開。
アメリカズカップAC50ヨットの開発事例。物理テストが制限される中、ALEやFSI(流体構造連成)解析を駆使したウィングとハイドロフォイルの極限最適化を解説。
今回は2DCFDによる翼断面の流体解析モデルに引き続き、リアスポイラーの効果を車両モデルで権利証します。用意したのは以下の2パターンのモデルです。
さんざん遊んだロードスターのモデルから、シビック(FN2)にしています。こちらのモデルは、ゲーム用のポリゴンデータを購入したものであり、実車データとは異なります。そのため、解析結果は正確とは言えないことに注意してください。
本事例のトピック:翼断面(2D)CFD解析
次回の「車両全体3D解析」への確固たる足場固めとして、代表的な翼型である「NACA 4412」を対象とした2D CFD(二次元流体解析)をLS-DYNA ICFDにて事前実施。
時速100km/h・迎角5°の条件下における圧力および流速コンター図を生成。翼下面での流速増加や、スポイラー後端で発生する剥離・渦(乱流)の形成プロセスを可視化。
解析で得られた揚力係数(Cl値=0.85)が、Haode Huら(2020)の先行研究データと正確に合致。シミュレーション(CAE)精度の妥当性を証明した実証事例。
「サイズ違いの製品を展開したいが、トポロジー最適化をするとサイズごとに微妙に違う形状になってしまい、デザインが統一できない……」
そんなCAEエンジニアやデザイナーの悩みを、「マルチモデル最適化」と「スケーリング・クローン制約」が一撃で解決します。今回は、15インチと18インチという異なるサイズのホイールを同時に計算し、「完全に同一のデザインコード」を持つ形状を自動生成する高度なテクニックをご紹介します。
フィラメントワインディング(FW:Filament winding)とは、炭素繊維(CF:Carbon Fibre)やガラス繊維(GF:Glass Fibre)をマンドレルに巻き付けて積層するFRP(繊維強化樹脂)の成形方法の一つです。
管状の部品や、圧力タンクなどの製造に使用されており、巻数や巻角度を比較的高い自由度で積層でき、管体を完全に連続した繊維で製作できることが特徴です。
今回の事例では、CFDの解析受託事例として、LS-DynaのICFDを使用して隊列走行について検証してみました。
レースではスリップストリーム、トーやドラフティングと言われるものです。後続車の空気抵抗が低減され車速が上がりやすくなり、オーバーテイクしやすくなると言われています。今回はスリップストリームによる空力解析です。
後続車についての言及が多いですが、先行車にも効果があることを知っていますか?
今回の事例ではCFDによる受託解析および受託設計の事例として、ブレーキローターの発熱 / 放熱シミュレーション事例を紹介します。
LS-DynaのFSI(流体構造連成)解析を使用して、ブレーキローターの発熱~冷却を計算します。上記の図は今回使用する解析モデルで、ラフに作成したホイールとローターを使用します。
今回の事例では、NAロードスターのモデルを使用して、CFD解析によりオープンカーのオープン状態とクローズ状態の空気抵抗(Cd値)、乱流の様子を比較をしてみます。使用するソルバーは前回同様、LS-DYNAのICFDを使用し、乱流モデルはVMS-LESとします。基本的な設定は全て統一しているため、単純にオープン状態とクローズ状態の比較となります。
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