設計・CAE解析
Yutakaでは、設計段階からCAEを活用し、モデルベースで性能や信頼性を検証することで、効率の良い開発を行っています。
CAE解析技術
構造解析
- 強度:変位、応力解析
- 振動:固有値・周波数応答解析

固有値
固有値
固有振動数や変形モードを予測します
- 固有振動数と振動モードを分析することで、共振を回避した構造の検討ができ、剛性の改善に繋げられます
- 板厚減少を反映した解析も実施できます(プレスSIM または、非接触3Dスキャナで取得した形状データを反映)
- 伝熱解析による温度や締結状態も反映できます

解析を活用した製品例




周波数応答
周波数応答
振動状態の応力、変位、加速度等の応答値を予測します
- 机上で振動耐久性の評価ができます
- 板厚減少を反映した解析も実施できます(プレスSIM または、非接触3Dスキャナで取得した形状データを反映)
- 伝熱解析による温度や締結状態も反映できます

解析を活用した製品例




熱応力
熱応力
熱伸び量の差から発生する、応力、ひずみ、変形状態を予測します
- 高温の排気ガス(~1000℃)に晒される製品の熱応力を予測できます
- 解析結果より、ガス流れの改善、材料選定、形状変更などで応力低減を図り、破損回避の検討に利用できます
- 流体-構造の過渡連成解析により、熱応力のピーク(最弱部位)を予測できます
- 熱応力解析結果を熱疲労解析に受け渡すことで、熱疲労寿命も予測できます

解析を活用した製品例



熱疲労
熱疲労
熱応力が繰返し掛かった際にどれぐらいで破損するか(熱疲労寿命)を予測します
- 高温の排気ガス(~1000℃)に晒される製品の熱疲労寿命を予測できます
- 解析結果より、製品強度の過不足を把握することで、強度と品質(価格)のバランスの取れた、最適な構造を検討できます

解析を活用した製品例



接触解析
接触解析
部品間の接触状態を考慮した、応力、ひずみ、変形状態を予測します
- 非線形の接触解析により、製品のウィークポイントの把握や接触面圧の評価ができます
- 板厚減少を反映した解析も実施できます(プレスSIM または、非接触3Dスキャナで取得した形状データを反映)
- 伝熱解析による温度や締結状態も反映できます


解析を活用した製品例



熱流体解析
- 流体解析:流速/圧力
- 伝熱解析:熱交換性能/温度分布

流れ解析
流れ解析
流速や流量を予測し、流体 (気体・液体) の流れを可視化します
- 排気ガスの脈動流れを反映した、時系列の性能予測ができます(触媒やセンサーへのガス当たり、圧力損失など)
- 流速分布の分析・対策により、圧力損失や流量などの改善に繋げられます
- 伝熱解析と連成することで、熱交換性能やヒートスポットの改善検討などにも活用できます

解析を活用した製品例




圧力損失
圧力損失
圧力値や圧力損失を予測します
- 圧力勾配や流れ分布を分析・対策することで、圧力損失の改善に繋げられます
- 過渡解析により、時系列の圧力変動を予測できます
- 伝熱解析と連成することで、温度を反映した圧力値や圧力損失を予測できます

解析を活用した製品例




熱交換性能
熱交換性能
熱移動の三形態「熱伝導」「対流」「放射(輻射)」を考慮した、流体-固体間の、熱交換性能(熱移動量)を予測します
- 熱移動量や温度分布、流れ分布などを分析し、熱交換フィンや流路などを最適化することで、熱交換器性能の改善に繋げられます
- 過渡伝熱解析により、時系列の熱交換性能や温度変化を予測できます
解析を活用した製品例


温度分布
温度分布
熱移動の三形態「熱伝導」「対流」「放射(輻射)」を考慮した、流体や固体の温度分布を予測します
- 温度分布や流速分布を分析・対策することで、ヒートスポットの改善に繋げられます
- 過渡伝熱解析により、時系列の温度変化を予測できます
- 熱流体解析による、過渡状態の温度分布を構造解析と連成することで、より信頼性の高い熱応力解析や振動解析、疲労寿命の予測を実現しています
解析を活用した製品例



音響解析
- 気流音/放射音

放射音
放射音
サイレンサーのシェル(外筒)表面から発する放射音を予測します
- エンジン源音、固有値、流体騒音、音響特性を連成した解析により、サイレンサーの放射音を精度良く予測できます

解析を活用した製品例


排気音
排気音
サイレンサーのテイル出口から発する排気音を予測します
エンジン源音、固有値、流体騒音、音響特性を連成した解析により、サイレンサーの排気音を精度良く予測できます

解析を活用した製品例

電磁界解析

鉄損解析
鉄損解析
モーターの鉄心部分で生じる損失を予測します
損失を細かく把握することは高効率なモーターを設計する上で重要となります

解析を活用した製品例


トルク解析
トルク解析
モーターに生じるトルクを予測します
振動・騒音の原因となるコギングトルクやトルクリップルを把握することができます

解析を活用した製品例


効率解析
効率解析
速度、トルクの変化に対する効率を予測します
効率とは入力電力に対する機械的出力の比を表したもので、モーター性能を総合的に評価するために重要となります

解析を活用した製品例

1D CAE
- 機能/性能検討

製品モデル
製品モデル
製品単体の流速、圧力、温度(流体/固体)、熱交換性能などの各種性能を予測します
- 1D-CAEは計算負荷が軽いため、3D-CAEに比べ、スピーディーな性能予測が可能です
- 1D-CAEと最適化ソフトを組み合わせた多目的最適化を短時間で実行できます(例:サイレンサー排気流量と音響性能の多目的最適化)
- 「製品モデル」を「車両モデル」に組み込むことで、他の部品や車両への効果を予測できます

解析を活用した製品例




車両モデル
車両モデル
製品やシステムを車両に搭載した際の効果を予測します
- 「製品モデル」を「車両モデル」に組み込むことで、燃費影響などの車両への効果を予測できます
- JAMBE (一般社団法人 MBD推進センター)の活動にも参画し、共通のガイドラインに則った1D-CAEモデルの活用に、積極的に取り組んでいます

解析を活用した製品例

性能・信頼性試験
評価技術
試験可能な設備を活用し、
開発品の性能・信頼性を検証しています。
国内拠点
海外拠点
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