HOMEカテゴリ一覧MBD(モデルベース開発)

MBD(モデルベース開発)モデルベース開発という考え方を基に、リダクションモデル構築や1D-3D連成解析、高精度材料モデル開発といった「モデル化技術の構築」、「実用モデルの開発」などの技術提供を行っています。

CTCのMBD

近年、自動車をはじめとした製品の設計・開発において、「モデルベース開発 = MBD (Model Based Development) 」という考え方が重要な地位を占めるに至っています。
MBDはいわゆる "V字モデル" を用いて説明されることが多く、初期の概念設計段階でいかに有効活用できるかが重要となります。

製品開発プロセス製品開発プロセス

一方、MBDという用語は内容に関する許容性が高いため、その定義や利用目的は分野や対象によって様々です。
CTCではこれまで培った解析技術を基盤として、以下のアプローチを中心に「モデル化技術の構築」や「実用モデルの開発」、またこれらを基盤とした「システム開発」に関する技術提供を行っています。

イメージ
  • 要因の見える化
  • 製品に対して求められる仕様に対し、製品の機能や性能を洗い出して構成要素に細分化することで、要求仕様と構成要素の相互依存関係を整理し把握します。

  • 要因・寄与度分析
  • 製品の構成要素に対して性能を見積もることが可能な基本モデル(=機能モデル)を用意し、実験計画法等のパラメータスタディを実施し、機能に対して寄与度の高い部材やサブシステムを確認します。

  • 物理モデル構築(定式化)
  • 汎用CAEソフトウェアのブラックボックス部に対して、文献調査や実験結果の分析等を通して物理的な見地からの定式化を行うことにより不明部を明らかにします。

  • コード開発
  • 汎用CAEソフトウェアで表現できないモデルを構築する場合や最新の研究成果をモデルに取り入れる場合、目的に応じてユーザサブルーチンや専用解析プログラムの開発を行います。

  • 連成シミュレーション
  • 連成シミュレーションにより、サブシステム間の相互作用や過渡特性の把握を通して予測精度の向上を図ります。

  • V&V
  • 検証と妥当性確認 = V&V (Verification & Validation) の考えに則り、モデルの適用限界や精度などを明らかにすることを通してモデルの品質管理を行います。

受託解析・コンサルティング

3Dから1Dへのリダクション

リダクションモデルの活用

近年では開発時間の短縮に伴い、設計初期段階でのシミュレーションモデルには計算時間の速さが求められています。そのためには3Dモデルの簡素化や1Dモデルへの抽象化などを実施する必要があります。CTCでは下記のプロセスを通じ、要因検討から物理式構築まで含めたリダクションモデル開発をご提供します。

イメージ

1D-3D連成解析

MBDを実施する上で欠かせないシミュレーションですが、システム全体での検討では単一のソフトウェアでは対応できない部分があります。その解決手法として連成解析が挙げられ、CTCでは豊富な専門領域の経験と技術によりソフトウェアによらない連成環境を構築します。

イメージ 倒立振子モデル(構造/機構+制御)
イメージ ギヤ機構モデル(3D構造+1D機構)

モデルベース開発の為の高精度CAEモデル構築

3次元CAEは詳細設計における性能評価の高度化の観点から、より一層の精度向上が求められています。高精度なCAEモデルを構築するに当たり、試験片レベルや部品単位での物理現象の解明、ならびに原理原則に基づいた数式モデルの構築、検証、妥当性確認が必要になります。

CTCでは、近年モデルの高度化が求められている複合材料や樹脂材料、高張力鋼板などの材料モデリングや、スポット溶接、接着、SPRといった同種/異材間接合モデリングなどの実用化開発を支援するサービスを提供しております。

高精度材料モデル開発

樹脂材料の挙動を適切に再現するには、引張特性は勿論、圧縮特性やダメージ等を適切にモデリングする必要があります。また、高張力鋼板や樹脂材など、その破断のタイミングを精度良く予測するという要求も高まっています。CTCでは、材料試験の計画から試験と解析のコリレーション、製品への適用と妥当性確認まで一貫したサポートが可能です。

複合材料ソリューション

複合材料は、航空機では標準的に使用されるようになってきており、自動車においても軽量化のニーズを背景に高級スポーツカーなどから適用が広がりつつあります。こうした複合材構造物をCAEにて扱う場合は使われる材料の組織や繊維などの内部形状を考慮したモデルが必要になってきます。このような課題に応えるため、CTCは複合材解析システムCompositesDreamを中心に複合材製品のモデル化や材料物性値の同定といった複合材ソリューションをご提供しております。 CompositesDreamはマルチスケールな解析手法を用いて、マクロ、メゾ、ミクロモデルをシームレスに計算することにより、材料の内部から決まる剛性や強度といった機械特性を考慮しながら解析を行うための高精度なCAEモデルを実現します。

イメージ

事例

自動車キャビン空調解析における解析モデルの簡易化

詳細解析モデルの約3百万シェル要素を簡易形状解析モデルの68シェル要素に減らして、ケーススタディを行うための解析形状簡易化を行った事例です。THESEUS-FEのCarGenerator機能を使用して簡易形状解析モデルの解析形状を作成し、シャシー、タイヤ、エンジンルームとトランクルームは考慮しません。それらとキャビンとの境界面は断熱条件とし、それ以外の境界面では詳細解析モデルと同様に伝熱現象(ルーフ、ドアと窓ガラスの熱伝導、対流熱伝達、ふく射と日射)を正確に表現します。各部材の熱伝導は多層メッシュ機能を使用して表面垂直方向だけの1次元モデルとします。補正係数は、次式で表されます。詳細解析モデルに良く一致する簡易解析モデルが構築できていることが分かります。

式
イメージ

関連プロダクト

詳しく見る