3Dプリントによる軽量設計を支援するHyperWorks 2017がリリース

軽量構造の利点は、理解するのが難しくありません。軽量化を実現するために、マクロレベルでは軽量材料を使用し、ミクロレベルでは高強度構造用鋼などの材料を使用して部品をよりコンパクトかつ小型化することで軽量化を実現し、軽量化の削減に役立ちます。 3Dプリントにより構造設計による軽量化が可能になります。具体的には、3D プリントによる構造設計による軽量化を実現する主な方法として、中空サンドイッチ/薄壁強化構造、中空格子構造、一体構造、特殊形状のトポロジー最適化構造の 4 つがあります。 Antarctic Bearによると、HyperWorks 2017 Chinaカンファレンスは、2017年4月17日から27日まで、深セン、北京、上海、西安で成功裏に開催されました。会議には、自動車、航空宇宙、重機、造船、エレクトロニクス、消費財、国防・軍事産業など関連分野の科学研究機関から、エンジニア、デザイナー、技術管理者、IT専門家、教師、学生など計500名以上が参加した。

HyperWorks 2017 では、モデルベース開発、電磁気学、非線形構造解析、モデリングとメッシュ作成、マルチフィジックスおよび多分野解析、軽量設計と最適化のための複数の機能が追加され、さらに完全かつ革新的なシミュレーションプラットフォームが実現します。さらに、Altair パートナーアライアンスに新しい製品とツールが追加され、ユーザーに最新かつ最大のツールセットが提供されるようになりました。 HyperWorks 2017 は、優れたパフォーマンス、軽量、高効率を備えた革新的な製品の設計と最適化をユーザーが行えるよう引き続き支援します。

カンファレンスでは、Altairの技術専門家が主にHyperWorks 2017の強化されたシミュレーションと最適化技術を参加者に紹介しました。紹介された技術には、現在人気の高い非線形構造解析、マルチフィジックスおよびマルチディスシプリナリー解析、軽量設計と最適化、流体力学、NVH、衝突、流体-固体相互作用などのコンテンツ、HyperMesh/HyperView/SimLabの新機能やConnectMe™の導入など、HyperWorks 2017の最新のモデリングおよび可視化機能、高周波および低周波電磁場シミュレーション（FEKO、Flux）、電波伝搬、ワイヤレスネットワークプランニングWinPropなど、HyperWorks 2017の完全な電磁場ソリューション、Altair solidThinking製品と高性能コンピューティングおよびリソース管理システムPBS Worksの製品機能などが含まれています。同時に、BYD Auto、BAIC Off-Road Vehicle Research Institute、Shanghai Huizhong、Xi'an Aircraft Technology Center の代表者も、HyperWorks を使用した実際のアプリケーションと成功体験を共有しました。

同時に、航空宇宙産業のユーザーに専門的なソリューションをより良く提供するために、この記者会見の北京会場では、航空宇宙技術のアプリケーションに関する特別セッションが特別に用意されました。モデリング、構造最適化、電磁気学における HyperWorks ソリューションの紹介に加えて、実際のユーザーアプリケーション事例も共有されました。

さらに、このカンファレンスには、Altair のパートナーである Leadtek Technology と Xi'an Polylite Company からもサポートが寄せられました。記者会見で、Leadtek TechnologyはWS2020+ Quadro P6000+ Tesla P100を使用したAltairマシン全体のマルチGPUソリューションを発表しました。このソリューションは、単一マシンの前後処理と有限要素解析を実現できます。 NVIDIA のプロフェッショナル GPU グラフィックスおよびコンピューティングパフォーマンスにより、レンダリング時間が大幅に短縮され、インタラクティブ性が向上します。これにより、作成がスピードアップし、顧客の製品をより早くリリースできるようになります。これは、すべてのデザイナーの夢です。軍事および航空宇宙分野におけるアルタイル・ソリッドシンキングのパートナーである西安ポリライトは、北京の航空宇宙セミナーで3Dプリント技術を実演し、基調講演を行った。

Altair Greater China のゼネラルマネージャーである Yuan Liu 博士は、次のように述べています。「HyperWorks 2017 中国カンファレンスでは、オンサイトとライブ放送の組み合わせ、新機能と業界アプリケーションの組み合わせ、パートナーの製品展示を通じて、ユーザーに幅広い技術共有を提供しました。このような交流を通じて、さまざまな業界の製品イノベーション能力をさらに促進したいと考えています。」

3D プリントによる構造設計による軽量化を実現する主な方法は、中空サンドイッチ/薄壁強化構造、中空格子構造、一体構造、特殊形状のトポロジー最適化構造の 4 つです。

中空サンドイッチ、薄壁強化構造<br /> 中空サンドイッチ構造と薄壁強化構造は、通常、比較的薄い表面シートと比較的厚いコアで構成されます。曲げ荷重を受けると、表面材は主に引張応力と圧縮応力を負担し、芯材は主にせん断応力を負担し、圧縮応力も一部負担します。サンドイッチ構造は、軽量、高い曲げ剛性と強度、不安定性に対する強い耐性、疲労耐性、吸音性と断熱性などの利点があります。

中空ドットマトリックス構造<br /> 中空格子構造は、エンジニアリングの強度、靭性、耐久性、静力学、動力学、製造コストの完璧なバランスを実現できます。多数の単一セルを周期的に複製することで設計・製造を行い、格子の相対密度、セルの形状、サイズ、材質、荷重率を調整することで構造の強度、靭性などの機械的特性を調整します。

統合構造の実現
3Dプリントは、もともと複数の部品で構成されていた部品を、1つの統合された形で印刷することができます。これにより、部品の統合構造が実現され、元の複数の部品を組み合わせたときに存在する接続構造（フランジ、溶接など）が回避されるだけでなく、設計者が制約を打ち破り、機能の最適化設計を実現するのに役立ちます。

特殊形状トポロジー最適化構造<br /> トポロジー最適化は、積層造形設計プロセスを短縮するための重要な手段です。トポロジー最適化は、部品の剛性に影響を与えない領域から材料を決定して除去するために使用されます。トポロジカル手法は、境界条件、プレストレス力、負荷目標など、定義された設計領域内で最適な材料分布を決定します。

出典: アルタイル
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3Dプリントで軽量化を実現する4つの方法

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