機械要素・機械システム設計用caeソフトウェア&実設計教育...
TRANSCRIPT
日 本 総 代 理 店
(有)創造デザイン〒194-0212
東京都町田市小山町3643-5
TEL ：042-774-2246 FAX ：042-774-1438
E-Mail ：[email protected]
URL ：http://edu-cd.com
《お問い合わせ、ご用命は下記の販売店か総代理店へご連絡下さい。》
※ 掲載されている社名・製品名は各社の商標または登録商標です。 また、本ｶﾀﾛｸﾞの内容は予告なしに変更される事があります。
システム仕様
１．設計教育の基本である理論教育と手計算をより確立させる効果がある。
２．DDESで設計教育を行うことによって設計に必要な３大要素（理論、解析・検証、図面化）を統合して教育し、リバース的な考え方でカリキュラムが組まれているので実設計と同じような方法、流れで設計教育が行える。
３．実習中心の授業形態により実設計に必要な理論と数式がどこでどのように使われているかがしっかり把握でき応用力が身につく。
４．豊富な例題を通した理論の体系的な理解、反復的な実習を通して生徒が授業に対して理解しやすいだけでなく、課題に対しても意欲的に取り組み、今後いろいろな題材を設計する上においての考え方を確立することができる。
５．DDESのプロジェクトを通してシステムを分析する能力、最適な設計をする能力を養える。
６．今までカリキュラムが時間的に限られていることにより教えるのが難しかったシステム設計をDDESにより効率的に教えることができる。生徒はシステムの分析→システムの解析・改善→図面化という流れで実習を行い、実設計ができるようになる。
O S Windows95 / 98 / ME / NT4.0 / 2000 / XP
CPU PentiumⅡ、Ⅲ、Ⅳ Ram Memory 128M以上
Graphic 800×600以上 HDD 1GB以上
APM WinMachine & DDES の効果
(有)創造デザインCreation design Co.,LTD
ソフト選択 モジュール
機械要素・機械システム設計用CAEソフトウェア&実設計教育ソリューション
各要素については電子教材にある例題をAPM WinMachineを使って解くことによって設計の流れをまずはつかみます。そこで必要になる理論や数式を電子教材で学ぶ形ですので、各要素を設計する上において必要な理論や数式は何かという事がしっかり把握できます。
また、システム設計については既存の製品を分析し、その内容をもとにレポートと図面を作成して自分が設計した内容を発表させることにより意欲的に取り組むことができます。
APM-WinMachine とは？
設計者の『解析しながら同時に設計したい！』が実現できました。
APM WinMachineは設計機能と検証機能を持っています。 ①設計機能･･･設計者が構想設計段階から直接CAD機能を利用してモデリングしながら設計代案を簡単に， 速く，正確に作成可能 ②検証機能・・・既存設計データに対して寿命と安全係数等を判定使い方も簡単で設計者が直接解析を実行しながら設計することが出来ます。
機械類製品の必須的な69種類の機械要素部品の設計及び検証機能
機械要素及びシステムの FEM(有限要素解析)支援によるCAE 機能
標準機械要素のデータベース活用及び構築支援
- 標準機械要素データベースを完備し、設計した設計資料のデータベース構築を支援
詳細設計条件入力による多様な詳細性能値の迅速計算及び特性曲線結果出力可能
構想設計段階から詳細設計変数及び設計値計算を支援する世界最高水準のソフトウェア
設計専門家の設計過程とその設計水準をソフトウェアで実現
16種類のモジュールの組合せで、顧客の需要に合わせて特定機械システム設計を支援
設計形状モデリング機能を通した一般CADシステムとの統合
- 独自の形状モデリング及び他の２DCADソフトウェアとのファイル(DXF ファイルフォーマット) 互換
ISO 9001認証の為設計検証に関する強力なツールとして活用
- 機械設計計算の根拠及び検証
設計初心者も簡単に活用出来るツール
手作業で不可能な各種設計と検証計算機能支援
- より正確で迅速な設計の支援で創造的設計時間を確保
Digital Design設計者養成の為に教育用として活用
機械設計計算/検証/解析用骨格技術確保
- 機械類製品の核心である機械要素製品の固有設計技術確保のための計算/検証/解析用技術の確保
- 高精密化，高効率化，高生産性，低費用の機械システム設計のための機械要素モデル及び統合化技術
の確保
機械設計プロセスの効率化，高生産性の改善
- 機械設計プロセスの核心的役割を担当することで、機械設計の効率化，最適化，高い設計生産性の向上
(1/2 短縮)機械開発のための固有設計技術確保
- 機械開発で核心となる固有設計技術を手軽に確保して応用することができる
- 多くの経験を積んだ設計専門家不足の問題を解決 土台の設計 プーリの設計
既存製品の分析 分析内容をもとにした設計基準の設定
ダンベル支持棒の設計設計内容をもとにして
CADS/Wを使ってモデリング
APMを使って解析・改善
プロジェクト１ → 簡単な動力伝達装置に対する最適設計案を提示させる。（レポート、図面提出）
プロジェクト２ → 生徒自身に設計したい題材を探させて、その題材に対する最適設計案を提示させる。（レポートと図面提出、設計ドキュメンタリー発表）
実設計に必要な理論は電子教材を利用して学び、設計の流れは例題を解くことで学べる。
1. 機 能
2. 用途 / 活用性
3. 期待効果
３．DDESの教育カリキュラム
４．プロジェクトによって学生が作成したレポートの例
３．ベアリングの設計 1) 設計可能なタイプ ： ①ラジアル玉軸受 ②自動調心玉軸受 ③ラジアルスラスト玉軸受 ④スラスト玉軸受
⑤ラジアルころ軸受 ⑥自動調心ころ軸受 ⑦ラジアルスラストころ軸受 ⑧スラストころ軸受 2) 出力データ ： ①転動体の変位量 ②最大接触応力 ③寿命 ④転動体に作用する力
⑤摩擦モーメント ⑥動力損失 ⑦熱放出 ⑧摩擦モーメント など
４．梁の設計 1) 出力データ * 静的解析 ： ①反力 ②曲げモーメント/曲げ角 ③ねじりモーメント/ねじれ角 ④変位量 ⑤応力 * 動的解析 ： ①曲げ振動 ②ねじり振動
* 断面の応力分布図
1．歯車類の設計 1) 設計可能なタイプ ： ①平歯車(外歯，内歯l) ②はすば歯車 ③やまば歯車 ④かさ歯車 ⑤ウォームギア ⑥平ベルト ⑦Vベルト ⑧チェーン
2) 出力データ ： ①歯車の設計パラメータ（中心距離，モジュール，歯数，ピッチ円直径，歯幅，転位係数など） ②試験パ ラメータ （またぎ，オーバーピン，かみあい率など） ③材料選定 ④反力計算 ⑤DXFファイル出力など
3)チェック機能 ：①寿命チェック ②トルクチェック
２．軸の設計 1) 出力データ * 静的解析 ： ①反力 ②曲げモーメント/曲げ角 ③ねじりモーメント/ねじれ角 ④変位量 ⑤応力
⑥疲労安全率 * 動的解析 ： ①固有振動数 ②臨界回転速度 ③モードシェイプ
* DXFファイル出力
WinTrans
WinShaft
WinBear
WinBeam
５．継手の設計 1) 設計可能なタイプ ： ①ボルト ②リベット ③溶接 ④キー ⑤ピン ⑥スプライン等 2) 出力データ
： ①最適な各種類のサイズ計算（ボルト，リベットの必要径、溶接の必要太さ、キー，ピン，スプラインの 最適形状）
②締結部，溶接部の応力分布図 など WinJoint
７．データベース JIS，ISO 等の標準に対するデータベースの構築が可能であり、またそれ 以外の規格に対しても登録・編集する事で各モジュールで呼び出して使う ことができます。（素材の物性値，各要素の寸法，精密度，オイルの特性， 部品図面など）
色々な設計に必要なデータの構築が可能です。WinData
６．ばねの設計 1) 設計可能なタイプ ： ①圧縮ばね ②引張ばね ③ディスクばね ④ねじればね ⑤薄板ばね ⑥トーションバー
2) 出力データ ： ① ばね設計パラメータ （ばね指数，線材の直径，有効巻数，自由高さ，ねじれ角など）
②許容せん断応力 ③DXFファイル出力 などWinSpring
DDESは“リバースエンジニアリングデザイン”という考え方をもとに構成されております。この考え方はシステ
ム設計された既存の製品をリバース（再現）して元の設計者がどのような設計基準で設計したかを分析する能力、そしてより最適化された設計をもとに再構成する設計総合能力を養うことができるものです。
32
195
200 129
42 38
Drive shaft
Middle shaft
A (6)
B (6) C (4)
438 8
88
直径 32 mm 26 mm, 42 mm 32 mm, 38 mm 28 mm
再現 最適化
安全率 ３～４ ２～３
実際の設計業務の流れをもとにした授業形態になりますので、実設計で必要な理論は何かという事が明確になります。
① システムの機能的な理解
② システムの機能に対する
解析、検証を行う能力
③ 最適設計案を提示する能力
DDESによって得る能力
これまでの教育課程では、設計理論、分析・解析、図面化というものを別々に教えてきたため時間がかかり、それぞれの係わり合いを教えるのに難しい所があったと思います。DDESは、そのような先生方の悩みを解決するために、実設計に必要な理論，システムを分析・解析する能力，図面化する能力を生かした形で教え、生徒が最終的にシステムを分析し最適な設計ができるようにした教育コンテンツ（カリキュラム案）を提案するものです。
また、このコンテンツをもとにしたものを企業に適用させたものがDDSです。
１．DDES（Digital Design Education Solution)，DDS (Digital Design Solution) とは？
２．Reverse Engineering Designとは？
4.ソフトのモジュール構成
８．ねじの設計 1) 設計可能なタイプ ： ①すべりねじ歯車 ②ボールねじ歯車(ダブルナット) ③ボールねじ歯車(シングルナット)
④ プラネタリねじ歯車
2）出力データ ： ①空転のモーメント ②空転のパワー ③作用荷重でのパワー ④寿命 ⑤最大接触応力 ⑥発熱量 ⑦パワー損失 ⑧摩擦モーメント ⑨効率 ⑩軸方向変位
⑪ラジアル変位 ⑫角変位 などWinScrew
９．カムの設計 1) 設計可能なタイプ ：①並進アーム（フラット，ローラ） ②ロッカーアーム（フラット，ローラ）
2) 多様な出力データ ： ①速度，加速度，変位の自動変換 ②2次元アニメーション機能 ③プロファイル用のデータシートとグラフ ④極座標とデカルト座標 ⑤DXFファイル出力
WinCam
１０．リンク機構の設計 1) モデリング機能 ： ①基本リンク機構（テトラリンク機構，クランク‐スライダー機構，コリオリ機構）から選択 ②複数，多種類のリンクを連結可能
2) 出力データ ： ①軌道 ②変位 ③速度 ④加速度 ⑤動作シミュレーション機能 など
１１．２次元FEM 1) モデリング機能 ： ①ビルトインによるモデリング ②AutoCAD等のDFXファイルをインポート
2) 対象とする解析分野 ： ①曲げ問題解析 ②２次元静応力解析 ③熱解析
3）出力データ ： ①中心点の傾斜角 ②最大応力 ③慣性モーメント ④応力分布図 など
WinFEM2D
１２．ジャーナル軸受の設計 1) 設計可能なタイプ ： ①液摩擦で動くラジアル軸受 ②半液摩擦で動くラジアル軸受
③液摩擦で動くスラスト軸受
2) 出力データ ： ①クリアランスパラメータ ②潤滑油流れ ③平均と最大油温度 ④摩擦損失 ⑤軸振れ など
WinPlain
１３．トラスの設計 1) 計算可能な設計機能 ： ①棒上の変位計算 ②棒上の力計算 ③棒上の応力計算
2) 出力データ ： ①ロッドでの応力 ②ロッドでの負荷 ③ノードでの変位
WinTruss
１４．３次元構造の設計 1) 計算可能な設計機能 ： ①ノ-ドでの線形と角度の変位 ②ロッド端での ロード(荷重，モーメント) ③構造体の立体
ストレスマップ(色分けされた応力分布図) ④ロッドの任意の位置の断面における応力分布
⑤曲げとねじりモーメントの分布，アキシアルとラジアル荷重曲げと捩りの角度，ロッド軸に 沿った変形と応力 ⑥構造体の重量 ⑦固有周波数 ⑧強制振動
WinStructure3D
１５．２次元ドラフティング 1) モデリング機能 ： ①アイコンによるドラフティング（直線，円弧，寸法，対象移動・コピー，トリム等） ②機械要素部品，電気部品などのライブラリー機能
WinGraph
１6．動力伝達装置の設計 1) モデリング機能 ： ①ビルトインによるモデリング（歯車，軸，軸受） 2）データ出力 ： ①WinTransと連動して歯車の設計パラメータ等を計算 ②WinShaftと連動して疲労安全率などを計算 ③WinBearと連動して寿命時間などを計算
WinDriver
WinSlider
APMを設計教育にどのように取り入れて、学生や新入社員をどのような方向に導いていくかまでを考えて新
しい提案をしております。それは、設計の基礎から実設計の実習までの内容を限られた期間内で教育できる
カリキュラムで、DDES（教育機関用），DDS（企業用）と言います。APMと電子教材（実設計に必要な理論と豊
富な例題集）とCADを活用して設計に必要な理論，分析・解析，図面化のそれぞれの関わりをリバースエン
ジニアリングデザインという考え方で実設計の流れと同じように教育できます。
設計案
分析＆解析
最適設計検証
条件再調整
最適設計案
構想設計
図面作成
3D図面化
分析解析同時進行
設計解析検証機能 設計機能
* DDESはDigital Design Education Solutionの訳です。
5.設計教育への活用（DDES or DDS)
1. 設計に対する概念をつかませる。 2. 材料力学に対して理解させる。 3. 機械要素設計に対する体系的な理解を可能にする。 4. 機械システム設計の流れと構造的な理解を高め、実設計を可能にする。
設計者養成の教育目標
* DDSはDigital Design Solutionの訳です。