プレス加工を支える技術・・・CAE解析

CAEとは

CAEとはComputer-Aided-Engieering（コンピューター支援エンジニアリング）の略で、コンピューターによって工業製品の設計・開発を支援するエンジニアリングシステムです。
コンピューター技術を活用して製品の設計、製造や工程設計の事前検討の支援を行います。

CAE解析の効果

設計段階で発生する、強度の問題などをパソコン上でシュミレーションできる手法をCAE解析と呼びます。コンピューターでシュミレーションすることで、従来必要であった試作・実験などの工程を短縮できます。

CAE解析によるメリット

CAE解析には以下の様なメリットがあります。

開発期間の短縮

• 設計段階で性能評価ができ、試作・実験回数の削減が可能
• また、設計段階での最適な形状・寸法・材質のご提案が可能
• 設計時の問題も早期に解決が可能

環境にやさしい

試作・実験での資源・エネルギー消費を削減

条件を変えて何回でもテストができる

• 試作・実験の負担を考えずにシュミレーションが可能
• 製品実現のアイデアを早期に検証することが可能
• 特殊条件(実験の困難な耐久性や環境など）の設定でのが可能

CAE解析の例

弊社主力製品の金属ガスケットのCAE解析の例です。
ガスケットにおいては、特にビードと呼ばれる流体をシールする箇所が重要な部分です。その形状を決める際、通常は試作品を作製し製品評価を行いますが、CAE解析を行う事により、製品の性能向上、試作費の削減、リードタイムの短縮が可能となります。

ガスケットモデルサンプル

ビードの形状によって製品性能が大きく変わるため形状毎に解析を行うのですが今回は以下の10の形状例で解析します。

ビード形状案（断面形状）

注：⑦⑩は右図の測定位置1、3からの断面図となります。
ビード形状案の⑥と⑦の応力と変位の解析します。
応力は力の分布、変位は変形量を表します。
この数値はガスケットを取付けた際にビードが流体をシールする機能を果たせるかの指標となります。

Ⅰ　応力の解析　横軸は測定地点（図の数字位置）

測定結果よりビードの外側において⑤より⑥の方がグラフが平らであることから
力がうまく分散して安定することが分かります。

Ⅱ　変位の解析　横軸は測定地点（図の数字位置）

測定結果よりビードの内・外側において⑤⑥共に同様の変位グラフが結果としてあらわれ
どちらの形状でも平均的につぶれて密着し、シール機能を果たせることが分かります。

以上Ⅰ、Ⅱにより、⑥の方が応力の点で優位にあることが分かります。
弊社ではこの数値を10の形状案すべて計算し、機能上最適な形状、寸法のデータより設計が可能となります。