設計者CAEは普通の解析と何が違う？（10）
質の高い解析を実現するには“What”と“Where”を明確にせよ（1/2 ページ）
「設計者CAE」という言葉が設計現場で聞かれるようになって久しいですが、3D CAD推進とともにきちんと設計者CAEに取り組んでいる企業もあれば、まだ途上あるいは全く着手していないという企業もあるかと思います。連載第10回では、“What／Where（何を／どこの）“に着目し、解析を行う上での対象物のポイントについて紹介。併せて、基本キーワード「ヤング率」「ポアソン比」について解説します。
解析担当者へ“曖昧な依頼”をしていませんか？
皆さんは、解析担当者に構造解析や熱流体解析を依頼する際、
強度解析をお願いします！
流れの解析をお願いします！
といったように、“曖昧な依頼”をしていないでしょうか？ 意地悪を言うわけではありませんが、「どこの」「何を」という“具体性”に欠けた依頼は、解析担当者に煙たがられます。
筆者は、解析依頼を受ける側にいますが、日ごろこのような曖昧な依頼を受けることも少なくありません。筆者自身もそのように心掛けていますが、自ら設計を行い、解析により検証を実施しようとする際、“具体性に欠けていないかどうか”を必ず意識するようにしています。皆さんはいかがでしょうか？
さて、今までお話してきた“思い付き”や“五月雨式”のCAEによる設計検証からの脱却における1つの手法として、「設計FMEA（DFMEA）」の取り組みがあります。これにより、詳細設計の着手時に潜在的なリスクを見つけ出す作業を行い、体系的なCAE運用を実践することで、“場当たり的な解析”から“具体的、合理的、効果的な解析”へと変革を遂げ、具体性のある解析（解析依頼）が実現可能になります。
これまで設計者CAEの“How（どのように）”について紹介してきましたが、今回は、“What／Where（何を／どこの）“にフォーカスし、解析を行う上での対象物のポイントについて解説します。
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「どこ（場所、部分）」を見たいのか？
“What／Where”について「設計」としていうのであれば、「何の（どこの）パラメータを決めたいのか？」ということになります。
架台（筐体）のモデルを例にお話をしましょう。少々、仰々しい言い方ですが、私たちに起こる現象は、地球上の科学（物理現象）に基づきます。筆者は、ある尊敬する人物から「物事には、原理原則がある」「原理原則は、その時代によって変わるかもしれないが、その真実は1つである」と教わり、その言葉が技術者としての信念の1つとして根付いています。まさに、この言葉に反する物理現象はありません。構造解析や熱流体解析も同じであり、計算式の中にこの原理原則が方程式として存在しているのです。
架台上にかかる力による変位、応力を求める場合においても、架台は宙に浮いているわけではなく、架台は建物の床に接し、その建物は建物の基礎に固定され、基礎は地面に設置されています。
解析モデル例（参考文献：栗崎彰著｜設計技術者のための有限要素法はじめの一歩）
「架台が変形しない」ことを解析のポイントとしたとしても、その変形の場所（ポイント）は複数存在します。
（1）架台と床の設置面を、固定または摩擦力を考慮した状態で、架台の上面（ベース面）にかかる力による“架台全体の変形”を検証したい
（2）架台と床の設置面を、固定または摩擦力を考慮した状態で、架台の上面（ベース面）にかかる力による“力がかかっている面（ベース面）”の変形を検証したい
（3）架台と床の設置面を、固定または摩擦力を考慮した状態で、架台の上面（ベース面）にかかる力による“架台のフレーム”の変形を検証したい
というように、全体なのか、ベース面なのか、フレームなのかという「どこの変位、応力を見たいのか」という視点があります。さらには、架台を設置する側（装置受け入れ先）の要求として、
（4）架台の荷重がその接地面で均等荷重でないことを考慮して、床の補強を行うために“架台の床に対する力”を求めたい
ということもあるかもしれません。ちなみに、（4）の解析結果は、筐体に使用される「アジャスターフット」や「アジャスター」といわれる高さ調整可能な金具を、設計者が選定する際に活用できます。
また、“建物の強度”“基礎の強度”といったように、その必要性があるのだとすれば、初めは架台の構造解析だったものから、“見たい部分”に対して展開されていく可能性はないとはいえません。ちなみに、筆者のこれまでの経験では、解析範囲が基礎まで及ぶことはまずありませんが、受け入れ先の要求により、床に対する検証の経験はあります。
この場合、架台と床の設置面は固定（「SolidWorks Simulation」ではボンド結合といわれる）ではなく、架台の設置面と床の間に接触定義を設定します。また、架台そのものの自重を考慮するために、荷重条件に重力を付加し、所定の架台表面の荷重分布に基づき解析を行うことで、架台設置面の各設置面における反力を求めています。
架台（筐体）の構造解析
架台設置面の反力を求めた例（SOLIDWORKS Simulation）
何か簡単なことを複雑に言っているように思われるかもしれませんが、見たい部分に着目するということは、“How（どのように解析するのか）”と関わりながら、その解析方法を決めていく上で、重要なことだと筆者は考えます。もし、解析依頼者（設計者）がそこまで考えていないのであれば、さまざまな設計経験や解析事例の経験を持つ解析担当者がアドバイスをし、企業のCAE技術の底上げを図るべきでしょう。
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設計者CAEは普通の解析と何が違う？
「設計者CAE」という言葉が設計現場で聞かれるようになって久しいですが、3D CAD推進とともにきちんと設計者CAEに取り組んでいる企業もあれば、まだ途上あるいは全く着手していないという企業もあるかと思います。本連載では、設計者CAEがもたらすメリットや実際に導入していく上での注意点を、現場目線でご紹介します。◎こんなキーワードに興味のある方にオススメ：［CAE］［設計者CAE］［3Dデータ］［3D推進］［3次元設計］［設計品質向上］［ツール導入］
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