Mecway Finite Element Analysis
メカニカル・ウェイ有限要素法解析アプリケーション
 
 
 


Mecway FEA システム情報

Mecwayは、その操作性、解析能力およびコストにおいて、先進で画期的な汎用有限要素法解析システムです。長年に渡る有限要素技術および解析コンピュータ構想の研究によって、多くのエンジニアやアナリストが容易に利用できる解析システムとして開発され、また解析技術の初心者や学生の要望に応えるため、基本的物理学ベースの解析アルゴリズムを搭載した有限要素法解析プログラムです。

主な特徴

汎用性(静/動解析、熱解析、流体解析、電導解析、音響解析、...)
非線形静解析(塑性変形、接触、衝撃、非定常静解析、...)
統合マルチ・ソルバー:内部ソルバー、 CalculiXソルバー
広範な物理特性:要素、荷重、材料特性、解析条件、...
連成解析、マルチ荷重ケース解析、学習/評価の容易性
ユーザーフレンドリーなプリ/ポスト・プロセッサ
自動メッシュ生成(2D、3D)ツール
解析精度:高精度、理論値及び文献による立証
最大節点数:1,000,000(解析条件などによって異なります。)
CADインターフェイス(インポート及びエクスポート)
多彩な解析結果情報、出力フォーマット(Excel、テキスト)
Windows 標準マンマシン・インターフェイス
システム保守、ユーザー・サポート、開発支援、...

解析例

Mecwayのモデリング機能は、多彩なメッシュ生成ツールを提供します。モデリング操作にはウインドウズ標準のメニュー、ダイアログボックスおよびグラフィック・ウインドウから、マウスポインタなどを使用し、解析モデルの要素タイプとして、ビーム、平面、シェル、軸対称、ソリッドの1次要素、2次要素などを指定し、フレキシブルにモデリングすることができます。また、モデルを検証し、メッシュ精度の修正し、幾何学形状を最適化することが可能です。



静解析3Dモデル・データ



静解析3D - フォンミーゼス応力解析結果


解析に先だって、Mecwayエクスプローラから、Analysis Typesを指定し、解析する物理問題のモデル化タイプを決定します。解析タイプのデフォルトとして、Static 3D静解析が開始されます。Analysisオプションをダブルクリックするか、右クリックし、Editメニューを選択し、Thermal(熱伝導解析)、Modal vibration(振動モード解析)、Fluid Potential Flow(流体解析)などの解析タイプを選択することができます。



静解析3Dモデル - 圧力荷重



静解析3D - フォンミーゼス応力解析結果

Mecwayプリ・プロセッサでは、グラフィック・エクスプローラから解析モデル、要素タイプ、材料特性、幾何学特性、境界条件、荷重条件を定義します。材料特性としては、等方性/異方性の両方に関するシミュレーションが可能です。例えば、静解析では、それらはフックの法則に従う弾性材料としてシミュレートします。そして、Solverにおいて、Computeを選択し、解析をスタートします。ポスト・プロセッサでは、ポスト・グラフィック・エクスプローラから応力/ひずみ分布などの解析結果を分析することができます。



非線形接触解析モデル



非線形接触解析 - 解析結果

典型的な2D/3Dプレート/シェル・メッシュでは、構造モデル生成テンプレート(モデル・デザイナー)を使用し作成することができます。より雑雑な幾何学モデルを形成するにはそれらの生成機能を繰り返します。モデル・デザイナーは、2Dプロファイル(プレート、シェルなど)をスケッチするための機能、3Dメッシュ生成機能を提供します。



3D Shell モデル



モーダル解析 - 変形シェープ


さらに、2Dメッシュを六面体あるいは四面体のソリッド要素に引き伸ばし、あるいはソリッドメッシュ2Dメッシュ・パターンから軸周りに回転し、3Dメッシュを形成することが可能です。モーダル解析に伴い、解析モデルタイプに応じた変位、応力、反力などの動的応答結果を確認することができます。



モーダル解析によるモデル検証



静解析 - フォンミーゼス応力結果


構造物の平衡状態が解かれると、自由振動が自身の弾性特性により生じ、これらの振動は個別の固有周波数において生じます。振動モード解析は、構造物の固有周波数に対応する変形シェープ(モードシェープ)を示します。解析要素タイプとしては、2Dビーム要素、平面問題での二次元トラス要素、スプリング、薄膜(Membrane)要素、3Dモデルとして、ソリッド、トラスやスプリングの要素を使用することができます。



3D Static Analysis - Solid/Shell/Truss モデル



3D Static Analysis - 解析結果

Mecwayは、基本となる静解析ソルバーをはじめ定常/非定常の熱伝導解析、流体、電磁場、音響などのフィールド解析に応用できるように設計されています。また、より複雑なアルゴリズムを必要とする動解析機能も搭載しています。例えば、構造物への荷重が時間と共に変化する場合、その応力も励起された振動によって増幅されます。そのような動的応力を計算する場合、その応力や引張り変形の計算値が振動特性を考慮に入れます。



3D Modal Vibration - Solid/Shell/Truss モデルの動解析



モード変位シェープ - 動解析結果

さらに、振動荷重に対するモデルの応答としての速度や加速度を算出することができます。構造物への荷重が時間と共に変化する場合、その応力も励起された振動によって増幅されます。応力を計算する場合の動的応力解析は、応力や引張り変形の計算に振動特性を考慮に入れます。



Dynamic Response 解析モデル



Dynamic Response 解析 - 時刻歴応力

Mecwayには線形固有値法座屈解析も搭載され、座屈構造特性の不確定性問題を解析するために座屈分岐点を指定し、降伏点に関する対称的荷重偏差関係を示します。例えば、対象構造物への有限の指定荷重によって、その「降伏点」に到達するまで連続的な変形が増加し、いくつかの「折り返し点」において異なるモードが得られます。



3D ソリッド/トラス座屈解析モデル



モード変形シェープ - 座屈解析結果

Mecwayは、伝導、放射などの任意のコンビネーションによる熱フローの定常および非定常の熱伝導解析、構造解析を可能とします。熱伝導解析はその伝導現象を解析し、熱フロー(熱束)の温度差に従って一方から一方へ流れる現象です。シミュレーション結果の温度分布および熱フローは、熱を伴う各種のデバイス設計、種回熱交換器、暖房、エアコンディショニングシステム、リアクターなどの分野で応用されます。



Thermal Steady State - 定常熱伝導解析モデル



定常熱伝導解析ベースの応力分布

一般に、熱応力は熱荷重によって生じ、Static analysis(静解析)やBuckling analysis(座屈解析)では、温度分布が熱応力荷重として使用されます。それらの解析では、モデル内部に任意温度を適用するか、熱伝導解析(定常/非定常)の温度分布解析結果が参照されます。非定常熱伝導解析は、構造物の時刻歴温度場を推定します。初期温度分布と時間依存の熱荷重および条件を指定することができます。 



Thermal Transient - 非定常熱伝導解析



非定常熱伝導解析ベースの変形シェープ

Mecwayの流体解析におけるポテンシャル・フローはラプラス方程式に基づく理想流体フローとして定義されます。その場合の流体速度は速度ポテンシャルとして扱われ、非圧縮、非回転(非渦)、非粘性でなければなりません。また、速度ポテンシャルは解析タイプで使用される特定の自由度です。速度ポテンシャル場の勾配は、熱フローの温度勾配、電流フローの電位勾配などに相当します。



流体解析モデル(2D空間)



シリンダまわりの層流解析結果


Mecwayの音響空間モード(Acoustic Cavity Modes)解析は、2D/3D空間の音響モードをシミュレートすることが可能です。例えば、屋内空間や乗り物のキャビン中の音反響面で囲まれたオブジェクトや空間の振動モードを推定することができます。ただし、オブジェクトに空孔(窓やドア)のような空間をモデル化する場合には、周囲オブジェクトと内部オブジェクトによって異なる音響条件を指定する必要があります。音響モードはヘルムホルツの方程式を使用して解析されます。



パイプオルガン・リード部のモデル



パイプオルガン・リードの音響振動モード(66Hz)


Mecwayプログラムは、解析機能の拡張性にも優れています。例えば、熱伝導解析および流体解析の定常フィールド要素を用いて、電磁場問題を解析することができます。温度および熱伝導率や境界条件に相当する特性として、電位および透磁率/誘電率を定義することによって、それぞれの解析値をシミュレートすることができます。例えば、DC電流フロー解析では、回路に流れる電流に対する電位部分を求めることができます。



ホイートストンブリッジ回路モデル

 

ホイートストンブリッジ回路の電位分布


主な解析機能

Statics Analysis (静解析)
Nonlinear Statics Analysis (非線形静解析)
Modal Analysis (振動モード解析)
Dynamic Response Analysis (動的応答解析)
Buckling Analysis (座屈解析)
Thermal Analysis (熱伝導解析)
Fluid Analysis (流体解析)
DC Current Flow Analysis (電流フロー解析)
Acoustic Analysis (音響解析)

■ 線形/非線形静解析
 
集中荷重、分布荷重、熱荷重、初期変位、自重、等方性・異方性の材料特性、マルチ荷重、
線形材料、特性(応力ひずみ曲線)、集中応力、主応力、v.Mises応力、モーメント、...
拡張機能:疲労解析、非弾性挙動、衝撃荷重、フレームとトラスの不安定解析、相対弾性係数法、
Dhalla縮小化、Mariott縮小化、変位縮小化、定弾性エネルギー法、...

■ 動解析

固有値(固有振動数)、固有ベクトル(モードシェープ)、膜振動(ヘルムホルツ方程式)、...
拡張機能:電磁場伝導解析、振動(波動、流体、音響)、...

■ 動的応答解析
 
変位、速度、加速および過渡荷重、ポイント、ライン、サーフェイス慣性荷重、
座屈解析、線形材料変形、応力歪み曲線、減衰固有振動、集中応力、...

■ 座屈解析
 
線形固有値法座屈解析、弾性変形によるトラス構造のグローバル座屈問題
2Dビームの座屈解析、3Dソリッドとトラスの座屈解析

■ 熱解析

伝導解析、対流・放射解析、定常/非定常・熱伝導解析、異方性伝導性温度(比熱)、
非定常幾何学条件、熱荷重連成解析、対流エレメント、...

■ その他の応用拡張機能
 
流体解析、音響解析、電気回路、電磁界解析、拡散解析、..

ライセンス契約について

■ Mecway FEAは、次のライセンス契約に則って利用することができます。

  1. ライセンス契約は、ユーザーと開発元(Mecway Limited)の間で交わされ、Mecway有限要素解析パッケージおよびサードパーティ・ソフトウェア・ライブラリの使用権が提供されます。また、そのライセンスには、ソフトウェア保守およびインターネットによるサポート・サービスが含まれます。
  2. 本システムは、一般的なソフトウェアの商業的規範に基づく保証が提供されます。
  3. 本システムを第三者に譲渡、転貸することは許されません。また、第三者の目に触れる場所にライセンス情報を提示することは厳禁です。
  4. ソフトウェアを使用したことに起因する如何なる結果について、Mecway社およびそのサードパーティは一切の責任を負いません。即ち、ソフトウェアの使用者の責任においてご利用ください。
  5. 本システムは、常にメンテナンスされ、また不定期にアップデートされますが、ソフトウェアに不備があった場合、修正およびサポートの義務を負わないものとします。
  6. 本ソフトウェアに組み込まれたドライバー、ライブラリは、それぞれのソフトウェア版権所有者のライセンスの下で使用されます。
  7. Mecwayが使用するNetgen nglib、Pthreads-win32、ZedGraphライブラリは、GNUライセンス・バージョン2.1によってカバーされます

サポート営業情報

■ 対応プラットフォーム/動作条件 

Windows 7/8/10 for 64bit

Mecway は、Windows 64ビット・オペレーティング・システム上で利用することができます。

Mecway ライセンス版のセキュリティはバージョンごとに管理され、使用期限はありません。(Mecway評価版は、およそ最大節点数1000の制限付きですが、その他の解析機能は、Mecwayライセンス版と同様です。)

■ システム内容

ソフトウェア一式(ダウンロード):英語/日本語ドキュメント、システム・サポートなど

営業情報

ストラクチャルサイエンス営業情報サイトを閲覧ください。

  

●お問い合わせおよび資料をご希望の方は、以下にご請求ください。

〒211-0016 川崎市中原区市ノ坪 66-5 LM武蔵小杉第2-215
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