機能

パワートレイン専用機構解析ソフトSIMDRIVE3D -機能


ポリVベルト

SIMDRIVE3D Standard Editionに含まれる機能の1つは、自動テンショナー付き摩擦ベルトドライブ(平ベルト、ポリVベルト)のシミュレーションであり、あらゆる形態の設計に対するソリューションを提供しています。追加モジュールのMulti Beltツールでは、トランスミッションのベルトドライブやチェーンドライブを多層化して、自由に組み合わせることが可能です。

  • FEAD開発用の国際的に認められたプラットフォーム
  • ベルトのばたつき(横方向およびねじり変形)、滑り、動力損失の解析
  • VDA規格試験に基づくベルトパラメータの決定
  • 複雑なテンショナー形状のモデリング
  • クランクトレインやTVDとの連成シミュレーション、およびパワートレイン全体への取り組み


タイミングドライブ

Value Train

Value Trainモジュールは可能な限り複雑な解析を行えるよう設計されています。カムのねじり加振から始めて、バルブ要素を1つずつ複雑化して、最終的に完全な動的接触シミュレーションを実施します。

  • カム、バルブ、バルブスプリング、ロッカアームなど個々の要素の運動静力学的モデリング
  • 輪郭要素と接触要素を用いたレベーのリフトオフやコイルの接触などの動的挙動のモデリング、および弾性体を用いたバルブとレバーの変形の調査
  • Boundary Element Methodモジュールを用いた離散バネの構造解析
  • 油圧バルブのラッシュ調整の考慮
  • 燃焼背圧の考慮


Valve Train



Timing Belt

Timing Beltモジュールでは、オートテンショナー付きタイミングベルトのシミュレーションによって、NVH、システム荷重、および動力損失の検討が可能です。

  • ベルト/プーリー接触の詳細なモデリング
  • 空中および油中ベルト
  • VDA規格試験に基づくベルトパラメータの決定
  • 共振相殺のための非円形スプロケット
  • ベルトおよび歯の動的荷重および各プーリーに作用する荷重分布の調査
  • タイミングドライブ機構の予測解析(タイミング誤差、横方向たわみ、動的荷重など)
  • 3Dエンジン全体シミュレーションへのシームレスな統合
  • 油圧式カムフーザー用の流動学モデル
  • 摩擦テンショナーのリアルなモデリングが可能なCAD形状を用いた3Dテンショナーモデル


Tooth Belt



Advanced Chain Drive

Advanced Chain Driveモジュールでは、ブッシュ、ローラー、サイレントチェーンを含むタイミングドライブ機構に対して、チェーン全体の動的NVH検討のための解析および最適化が可能です。

  • 動力損失を解析するための摩擦と減衰などチェーンの非線形剛性によるリンク間結合
  • 詳細なスプロケット形状:ISO、インボリュート、さらにサイレントチェーンに対するユーザー定義の輪郭形状
  • 共振相殺のための非円形スプロケットと不等ピッチ
  • 油圧式カムフェーザー用の流動学モデル
  • 隙間流れと溶解空気をサポートする物理的なチェーンテンショナーモデル
  • 高圧ポンプ用の動的モデル
  • 固有モード解析が可能な弾性ガイドレール


Chain Drive

エンジン

Advanced Crank Train

Advanced Crank Trainモジュールでは、クランクトレインのたわみ-ねじり連成振動のシミュレーションが可能です。基本バージョンでは、クランクシャフトの縮退ねじり振動解析を実施できます。

  • ガス圧入力によるエンジン特性の定義
  • 伝動パーツをすべて取り付けた状態での支持クランクトレインの固有振動解析
  • 過渡的回転上昇のエンジン始動シミュレーション
  • すべての軸受の動的荷重、ジャーナル軸受の変位経路
  • 慣性力と質量バランス調整
  • FEADまたはタイミングドライブのハブ荷重がクランクトレインに与える影響の、連成シミュレーションと通じた調査
  • たわみ振動フルモデルからねじり振動モデルへの自動縮退

Crank Train



DMF Advanced

DMF Advancedモジュールは、デュアルマスフライホイールの精巧なマルチボディモデリングと、簡易的な流動学的アプローチの両方を提供しています。内部バネ1つの要素でセットアップできる3種類の一般的な構成がすべて含まれており、それらを自由に組み合わせることが可能です。

  • rpm依存の非線形摩擦と形状の影響
  • 迅速な調査に役立つ、レオロジー要素の組み合わせとしてのDMFモデル
  • 1Dねじりモデリングと、軸受とフレックスプレートの曲げを考慮できる完全3D形状モデリング

Dual Mass Flywheel



軸受モジュール

このモジュールでは、ジャーナル軸受とISO玉軸受/ころ軸受のシミュレーションと評価が可能です。また、高速シミュレーション用の基本弾性軸受もあります。

ジャーナル軸受:
  • オイル穴加工と動的荷重下のティルティングと考慮した、EHDアプローチに基づく時間領域でのレイノルズ方程式の高度な解法
  • 事前に計算されたデータマップを用いることで、大幅な省力化を実現

ISO玉軸受/ころ軸受:
  • 詳細形状、荷重、および動的隙間との依存関係において、圧力状態と動的挙動を評価

3D Bearings

構造解析&ダイナミクス

Structureモジュールは構造力学をMBSシミュレーションに組み込みます。その結果、応力評価がリアルタイムの結果と組み合わされて、安全係数や構造内の一番弱い箇所の確認が可能になります。強力なMBSシミュレーションと組み合わせることで、現実的な荷重条件下での非常に高度な応力解析が可能になり、DOEプロセスも容易になります。内蔵の多才な要素タイプによって、どのようなコンポーネントの慣性および剛性テンソルも即座に計算できます。

Parametric Crankshaft

クランクシャフトのウェブ設計における体系的アプローチのベースとして、この要素では特定の設計パラメータを容易に変化させることが可能です。

  • クランクシャフトの複雑なウェブ形状を細部まで効果的にモデリング
  • 材料データベースによる疲労限度のアシスタント、および組み立てと勾配の影響を考慮
  • 繰り返し応力テンソルに対する最新かつ革新的な解析アルゴリズム
  • 容易なパラメータ変更とシステムの最適化

Parametric Crankshaft



BEM Rotary Connector

BEM Rotary Connectorは、トランスミッションやドライブライン、ねじり振動ダンパーで使用されるシャフトのセットアップに適用できます。MBSモデルへの自動変換によって、高精度なシミュレーションモデルの完璧なセットアップが可能になります。

  • 断面計算を通じたシャフトなど回転要素の詳細な記述
  • CSketch-2D-Editorを用いた輪郭線の容易な編集
  • ポイント対ポイントの記述、またはISO STEP形式ファイルからの包括的インポート機能


BEM Rotary Connector



BEM Spring

BEM Springは、スプリング構造モデルを作成するための正確なアプローチを提供します。MBSモデル作成の自動化プロセスを始めとして、時間領域のシミュレーションから得られた変位を使用して、スプリング内の応力を計算し、そのライフサイクルを予測します。

  • 正確な設計パラメータを用いたサーフェスメッシュの形状定義
  • スプリング表面での変位と応力の図示


BEM Spring



BEM STEP File

BEM STEP Fileでは、STEP形式でCADモデルをインポートした後、BEM計算用にサーフェスメッシングが可能です。完全なサーフェスの自動メッシング機能と、CSketch-2D-Editorによる単一面の手動メッシング機能が提供されています。

  • プログラム内でのSTEPファイルの編集(2つの面のマージなど)
  • 正確なメッシュコントロールと可変メッシュ密度
  • 三角形および四角形メッシング
  • 単一面の手動メッシングと残りのサーフェスの自動メッシングの組み合わせ


ギア&トランスミッション

ギアドライブ

ギアトレイン内で回転する複数の平歯車対の機構運動と振動のシミュレーション

  • 接触機構の詳細な解析
  • プリテンション状態または分離状態の歯車の調査
  • 平歯車/はすば歯車のモデリング
  • 完全3D接触を含む、弾性歯車の高度なモデリング

Gear Drive



トランスミッション

ドライブラインやトランスミッションのカタカタ音や動的伝達誤差を、クランクシャフト、デュアルマスフライホイール、およびクラッチと組み合わせて完全な6DOFで解析

  • 標準工具とプロチュバランス工具に対する工具の輪郭形状設計
  • パラメトリックな歯車軸をセットアップできる対話型設計ツール
  • クラッチと噛み合った状態および切り離された状態の歯車対の調査
  • パワートレインおよびドライブライン全体のシミュレーションにおける歯車のNVH調査


Transmission



遊星歯車

複数段の遊星変速機配置における機構運動と振動のシミュレーション

  • 遊星歯車の段数を任意に組み合わせたモデリングが可能
  • 完全な変速機配置における全歯車セット(太陽歯車、キャリア、リング)のギア比と角速度の自動計算
  • 動的な歯車荷重と軸受荷重の調査
  • 遊星キャリアとリングギアを弾性体とした高度なモデリング

DOE&ポスト処理

Case Studies

Case Studiesモジュールを使用することで、異なる設計スタディ(サブアセンブリの置き換えなど)を実施する場合や、パラメータまたは荷重を変更した場合も、容易にシミュレーションを編集して実行することが可能です。

  • モデル情報を単一のマスターモデルに格納
  • 各派生モデルは、完全に機能する独立したモデルとして抽出可能
  • 標準化された評価ケールによる設計スタディの迅速化


Case Studies



Parameterstudies & Optimizer

Parameterstudiesモジュールでは、モデルパラメータの変動幅と増分を指示することや、特定の出力パラメータを選択することが可能です。
さらに内蔵のModel Optimizerによって、指定した目標パラメータの最適条件や限界値も指示できるようになります。

  • 特定パラメータの多次元解析を通じた物理的依存性の把握
  • 専用のポストプロセッサを用いた分かりやすい結果評価


Parameterstudies & Optimizer



Reportgenerator

Reportgeneratorモジュールでは、一連の定義済み出力結果をもとに、簡単にシミュレーションの標準レポートを作成できます。また、ユーザー定義のレイアウトを用いて、どのような会社デザインにも適合させることができます。このツールには、標準的なVDA-FEAD解析のテンプレートも含まれています。

  • 特定のレポートで定義済みの結果評価法は、異なるモデルでも利用可能
  • 様々なシミュレーションタスクの相互比較や実測値との比較が可能
  • シミュレーションモデルに関する追加情報を出力データとして選択可能
  • シミュレーション結果の情報管理を標準化


Reportgenerator

SIMDRIVE3D機能強化

パワートレインと駆動系の機構運動やNVHを時間および周波数領域で解析するために、必要なすべての重要機構が組み込まれたMBSDソフトウェア

3D Elements

3D Elementsモジュールは、弾性または流体ジャーナル軸受を含むクランクトレインや駆動シャフト全体のたわみ-ねじり連成振動に対する強力なツールを提供します。さらに、たわみ危険回転数に対する時間領域の旋回解析も可能です。構造全体の固有モードは6DOFアニメーションで表示できます。

  • 三次元弾性ビーム構造(駆動シャフト用の3Dビーム要素)による弾性体の対話形式での作成
  • 1つのシミュレーションモデル内で、3D要素と1D要素の組み合わせが可能
  • 差動歯車装置をモデル化するための横方向ドライブの定義




構造解析

高度な構造解析のために、2つのモジュールFlexible BodyおよびModel Calculationは、多次元のMBSDシミュレーションと構造解析の最新手法をすべて揃えています。
縮退されたFE構造を読み込んで、それらをマルチボディシミュレーションと組み合わせることが可能であり、改良型のモデリングプロセスが実現されています。また、それをモード縮退法と組み合わせると、さらにシミュレーション時間が短縮されます。
モーダル解析は独立した解析法であり、SIMDRIVE3Dにそのまま組み込まれています。

  • モーダル解析の出力周辺は結合構造の解析も対象にする
  • モード質量と3D質量の手作業による容易な挿入
  • 振動解析では、ハウジングに結合しないモーダル自由度(節点)の追加が可能
  • モジュール組立方式によるシステムの作成(3Dクランクシャフト、弾性ハウジング一体型軸受など)


Structural Analysis



温度計算

SIMDRIVE3Dの新しいThermo-Elementモジュールでは、ゴムダンパーのような温度依存性の高いコンポーネントに対して、リアルタイムの熱-機械連成シミュレーションが可能です。
このモジュールは、回転対称構造内部の2D熱流を計算します。このモジュールにはSIMDRIVE3Dのスケッチャー機能も含まれており、伝熱解析用のモデルやアセンブリを迅速かつ容易にセットアップすることができます。

  • ダンパーの熱流と温度分布の予測
  • 力学モデルにおけるゴムの特性に熱的影響を考慮
  • 消散エネルギーを発熱源として定義可能
  • 解析対象の構造体周囲の熱流に対するさまざまな境界条件
  • 温度を測定結果と比較するための基準点


Temperature Calculation



Animation

Animationモジュールは、ユーザーがシミュレーション結果を2Dおよび3Dでアニメーション表示できるようにするツールです。システム分析を容易にするだけでなく、洗練されたプレゼンテーションを作成するためにも使用できます。

  • 視覚的なシステム分析を容易にする、力、張力、ハブ荷重などの改良された表示オプション
  • 3D/2Dアニメーション内でさらに別の結果表示が可能
  • カメラモーションパスのカスタマイズにより、ダイナミックな視点変更や、魅力的なプレゼンテーションが可能




Global Interface

被制御系(アイドル回転数制御やCBCだけでなく、アクティブテンショナーや他の機構)のセットアップが可能です。エンジン圧力の補間により、実際のエンジンに匹敵するような制御構造を持つエンジンモデルのセットアップも可能です。

  • すべてのシミュレーションパラメータは、被制御参照変数として定義可能
  • センサー概念に従って、規制変数の決定に様々な手法の選択が可能
  • 制御系の全要素をモジュール方式および強力なオブジェクト指向により実装
  • 制御ユニットがドライブラインの動的挙動に与える影響を考慮

Global Interface



Vehicle Model

Basic Vehicle Modelモジュールは、車両と駆動伝達系の相互作用を考慮した、ドライブトレインの動的シミュレーション機能を提供します。このモジュールには、下記のような車両の直進運動に関する典型的挙動が含まれています。

  • 車両の物理的および幾何学的特性に関する、車輪荷重の動的変化
  • 転がり抵抗、空気抵抗、登坂抵抗など、車両速度に応じた走行抵抗
  • タイヤ接触の滑りおよび減衰特性を含めるための、パラメトリック特性を有する基本的なタイヤ接触モデル

Vehicle Model