航空宇宙産業のイノベーションを支えるAltair HyperWorks

最新バージョンのHyperWorksは、航空宇宙産業に応用できるコンピュータ支援エンジニアリング（CAE）テクノロジーにおいて最先端のソリューションです。HyperWorks製品群は、初期概念の生成から製品ライフサイクル全体まで、航空機のイノベーションのあらゆるフェーズで活躍します。

航空機メーカーは、軽量化や複合材を使った設計、現代的な構造モデリングや自動設計プロセス、および応力、機構、安全性の解析にHyperWorksを使用しています。HyperWorks製品群のソフトウェアツールは、航空機の設計方法を進化させるとともに、積層複合材など最先端の材料の採用を加速させ、燃費や乗客の快適性の向上を目的とした、コンポーネントと構造の軽量化という業界目標の達成を支援しています。

「HyperWorks、そして航空機産業では主に複合材が注目されますが、Altairの製品群には、その他にも数多くの機能があります。自動メッシングや画期的な最適化ツール群、さらには簡単にアクセス可能なパートナー企業の多種多様なアプリケーションを提供するHyperWorksにより、航空機産業は、最も厳しい安全基準や性能要件を満たしながら、時間効率、コスト削減、品質向上のすべてにおいて、さらに高いレベルへと前進することができます」
Altair HyperWorks for Aerospace
Senior Director
Shan Nageswaran


■複合材を使った設計および軽量化

複合材については、HyperMesh®のモデリングプロセスにより、大幅に時間を節約できます。複合材データは、コンピュータ支援設計（CAD）モデルから読み込むことができ、プライの形状およびパラメータが解釈され、要素に簡単にマッピングされます。プライベースのモデリングは、従来のゾーンベースのモデリングよりも直感的かつ効率的なアプローチであり、実際の複合材製作に、より一致しています。さらにHyperMeshでは、プライベースのモデリングをサポートしてないソルバーを使用するときのために、モデリングをプライベースからゾーンベースに変換することも可能です。

世界で最も利用されているポストプロセッシングツールの１つであるHyperView®では、複合材について層ごとにポスト処理を行うことができるため、個々の層および層全体の両方について結果を生成したり、最も寄与度の大きい層を特定したりすることができます。このモジュールには、よく知られた業界標準の複合材破壊理論など、予め定義された基準が含まれており、また、ユーザー独自にコードを作成して結果をさらに処理することもできます。

OptiStruct®は、非線形解析が可能な、プライベースのモデリングのための最先端のソルバーです。最適な材料分布を決定することで大幅な軽量化を実現するトポロジー最適化だけでなく、構造コンポーネントの厚みや断面形状を決定するための寸法最適化も可能です。またOptiStructは、複雑な複合材モデリングを簡略化し、数百もの荷重ケースを同時に検討して最適なアプローチを提案します。OptiStructの３段階の最適化では、最初にフリー寸法最適化を実行し、プライの配向角ごとの補強箇所を特定します。その後、寸法最適化により、各配向角のプライの必要な積層数が示されます。最後に、積層順最適化で、寸法最適化された結果内での最適なプライの順序が決定されます。

航空宇宙産業にとって極めて重要なその他のツール群にも、Altairパートナーアライアンス（APA）を通じてアクセスすることができ、これによりHyperWorksユーザーは、追加費用なしで必要に応じてサードパーティのソフトウェアを利用できます。たとえば、HyperWorks製品群以外の、複合材の設計や解析が可能な９つのソフトウェアにAPAを通じてアクセスできます。これらのパートナー製品は、複合材の初期設計、接合部などの領域の詳細な調査、および複合材の個々の構成をミクロのレベルで調査するためのマイクロメカニクスなどに活用できます。その他、電磁場解析、鋳造シミュレーション、熱解析、数値流体力学解析、耐久性解析など、航空宇宙産業の多くの分野についてもAPAを活用して対応することができます。


■現代的な構造モデリングおよび自動設計プロセス

HyperMeshの、メッシングのための優れた形状編集機能により、航空宇宙機器の開発時間が大幅に節約できます。新しい航空宇宙向けプロファイルには、特に航空宇宙産業を対象にしたツールが含まれています。HyperViewのResult Mathモジュールは、結果の解析を可能にするツールです。たとえば、２つの応力結果の平均を算出したり、HyperViewに備えられた広範なライブラリに含まれるさらに高度な数学関数を活用して、既存の結果から新しい結果を導き出したりできます。また、ユーザー独自のライブラリの追加、Result Math内のスクリプトやプログラムの実行も可能で、予めそこで数値を計算してから、結果内の数式でそれを使用するといったことができます。結果をExcelとの間でエクスポート / インポートできるため、既にスプレッドシートとして存在する多くの応力解析ツールを活用できます。HyperViewは一般的に使用される主要なソルバーと互換性があります。また、ほんの数回クリックするだけで、結果をPowerPoint形式で書き出せるため、レポート作成に必要な時間を大幅に削減できます。


■応力、機構、脆弱性の解析

OptiStructは、構造最適化ソルバーです。OptiStructは、最適化を利用している世界中のオプティマイゼーションセンターで使用されており、Altairはエアバス社やボーイング社などの顧客にAltairのエンジニアを派遣し、技術と経験を伝承しています。適切な構造エンジニアリングを達成するための必要条件をすべて満たせるだけでなく、航空機設計における音響や振動、乗り心地も解析することができます。また、非線形材料の解析や接触解析をサポートする多くの最新機能も追加されています。

RADIOSS®は、動的荷重下での高度な非線形の問題に対応するソルバーです。バードストライクのシミュレーションスタディや複合材の層間剥離等の複数の挙動を同時に扱って、ソリューションを導出できます。RADIOSSは航空機用シート業界でも広く使用されています。高度に動的な状況の解析に最適であり、衝撃基準を満たしているかどうかを検証するシートの解析や乗客安全解析にも活用できます。

マルチボディダイナミクスのソルバーであるMotionSolve®は、特に航空機のフラップ、着陸装置、シートリクライニングの機構の設計において威力を発揮します。もちろん、その他の機構にも応用することができ、極めて複雑な非線形システムを構築したり、その性能の調査を行ったりすることができます。

HyperStudy®は、構造や設計において最も寄与度の高いパラメータを特定するための感度解析を目的として設計され、Excelを含むあらゆるソルバーを用いた形状最適化および寸法最適化をサポートしています。

Altairは、これらのHyperWorksソリューションを、ハンブルグ（ドイツ）で開催されるAircraft Interiors Expo 2014（booth 6D60）で展示します。また、OptiStructで設計および最適化され、Laser Zentrum Nord社とAPWorks社によって3Dプリントされた航空宇宙機器のコンポーネントを使って、Altairの積層造形向けソリューションもご紹介いたします。それに加え、2014年5月7日に英国ブリストルのBristol & Bath Science Parkで開催されるCFMSにて、第３回 Altair Composite Design Seminarを開催します。日程表については、こちらでご確認いただけます。


プレスリリース： リンク bit.ly/PR_arospace
航空宇宙産業を支えるHyperWorksサイト： リンク bit.ly/PR_arospace
USスタッフによるブログ： リンク bit.ly/PR_arospace

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