FEAによる機械的疲労分析ソフトウェア MSC Nastran

振動分析用組み込み騒音予測

有限要素法（FEM）を用いた MSC Nastranは世界で圧倒的シェアの汎用構造解析ソフトウェアです。1971年のリリースから、航空宇宙、自動車、造船、機械、建築、土木などの様々な分野における構造解析・強度解析・剛性解析・振動解析・非線形解析・最適化解析・疲労解析などの幅広い領域の解析に利用されています。 1. 構造解析とは ビル、自動車、椅子、ブラケット、ロケットやドローンなど、筋交いといった様々な構造物を作る際には、様々な設計要件を満たす必要があります。これらの要件を満たすためには、設計者が長年にわたり積み重ねてきた経験や勘、もしくは具体的な試作を通じて、"その構造物が耐えられるか"を調べます。それらの熟練者の経験や勘が、物理工学の原理に基づき、誰もが理解でき、証拠として記録できる形で活用されるのが構造解析です。 例えばには、コンピューター上で、ある個所を止めて、別のところに荷重もしくは変位を与えます。すると画面の中の構造物は変形し、実物では見られない応力を確認できます。これにより、設計中 (もしくは設計前) の形状が適切か過剰設計ではないのか、さらなる軽量化が可能かどうかを検討できます。 2. MSC Nastranの特徴 MSC Nastranは、線形 / 非線形領域における静解析・動解析・熱解析に使用され、高度な構造解析問題解決のための信頼性の高いアプリケーションとして広く採用されています。その活用範囲は多岐にわたり、航空宇宙、自動車、造船、機械、電機電子、建築、土木などの幅広い業界の研究機関や企業で基礎から先端の研究に至るまで使われています。 MSC Nastranは、長年の実製品への適用で培われた技術の蓄積により、多様な産業で標準プログラムとして採用され、世界的なデファクトスタンダードとして高い評価を受けています。自動構造最適化と受賞歴のある組込型疲労解析を搭載し、ハイパフォーマンスコンピューティングによりこれらすべてを実現します。 1964年 NASA のプロジェクトとして開発開始 1970年 NASTRAN（NASA Structural Analysis system）完成 1971年 MSC Nastran として販売開始：初の商用有限要素プログラム 以後、解析機能、要素技術、パフォーマンスを向上させつつ、バージョンアップを繰り返しています。 そして、エンジニアは構造システムに必要な強度、剛性、および寿命を確保し、構造機能や安全性を損なう可能性のある故障（過剰な応力、共振、座屈、問題のある変形）を回避するために MSC Nastranを使用しています。MSC Nastranは、構造設計における経済性と乗客の快適性を向上させるためにも使用されています。 また、メーカーはMSC Nastran の複合領域にわたる独自のアプローチを活用して、製品開発プロセスの様々な解析において構造解析を行っています。 設計プロセスの早い段階で試作品を仮想的に製作することで、従来の物理的な試作品製作に伴うコストを削減できます。 製品のサービス中に発生する可能性のある構造上の問題を確認し、ダウンタイムとコストを削減します。 既存の設計の性能を最適化したり、独自の製品差別化要因を開発したりすることで、業界で競合他社に対する優位性を得ることができます。 MSC Nastranは、高度な数値解析手法に基づいています。最も有名な解析手法は、有限要素法です。非線形の問題は、陰解法非線形解法によって計算できます。最適化解析のために、MSCADSや IPOPTなど、多数の最適化アルゴリズムが用意されています。MSC Nastranの疲労解析機能は、現在マーケットで最も高速でロバストな疲労解析ソリューションである CAEfatigueを使用しています。