CAE（Computer-Aided Engineering）は、さまざまな産業分野で幅広く活用されており、製品設計や性能評価の革新をもたらしています。この記事では、自動車産業、航空宇宙産業、電子機器産業、エネルギー産業、建築・土木産業の5つの業種を具体例として取り上げ、CAEの適用と実施される解析の具体例について紹介します。
各業種の紹介
自動車産業
自動車産業では、CAEが製品設計や安全性評価に利用されています。例えば、衝突シミュレーションを実施して、車体の強度や安全性を評価することがあります。また、空力解析を行って車両の空気抵抗や風切り音を最適化することもあります。
航空宇宙産業
航空宇宙産業では、CAEが航空機や宇宙船の設計や性能評価に欠かせません。疲労解析を行って構造物の耐久性を評価したり、空力解析を実施して飛行中の安定性や燃費を改善するための設計改良を行ったりします。
電子機器産業
電子機器産業では、CAEが製品の熱管理や信頼性評価に活用されます。熱解析を実施して電子部品や基板の過熱を予測し、冷却設計の最適化を行ったり、耐振動解析を実施して製品の信頼性や耐久性を評価したりします。
エネルギー産業
エネルギー産業では、CAEが発電設備やエネルギーシステムの設計や性能評価に使用されます。例えば、熱流体解析を行って発電機の冷却効率を評価し、エネルギー効率の向上を図ったり、構造解析を実施して風力タービンの強度や振動特性を評価したりします。
建築・土木産業
建築や土木産業では、CAEが建物や構造物の設計や耐震性評価に利用されています。地震応答解析を実施して建物の耐震性を評価し、最適な構造設計を行ったり、風洞実験を代替するために風力解析を行って高層ビルの風応答を評価したりします。
まとめ
CAEは自動車産業、航空宇宙産業、電子機器産業、エネルギー産業、建築・土木産業など、さまざまな業種で広く活用されています。製品設計や性能評価において、衝突シミュレーション、空力解析、熱解析、地震応答解析などの具体的な解析手法が利用されます。CAEの進化と技術の発展により、製品の改善や品質の向上、効率化が実現され、産業界全体に革新がもたらされています。さまざまな業種での具体例からも、CAEが設計と評価のプロセスを革新し、新たな可能性を切り拓いていることがわかります。今後もCAEの発展が続き、より優れた製品開発と持続可能な産業の実現に貢献していくでしょう。
参考文献
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図解 設計技術者のための有限要素法はじめの一歩 (KS理工学専門書)
有限要素法（CAE）を会社に入社してから触る人、初めてCAEを触る人にオススメの本。
一方で、熟練のCAE技術者には物足りないでしょう。
計算の中身がわからない気持ち悪いという方も読んでみるといいですよ。
計算の手順が分かります。
図解 設計技術者のための有限要素法はじめの一歩 (KS理工学専門書)
計算力学(第2版):有限要素法の基礎
こちらも計算力学の計算手法を解説している参考書です。
CAEの計算手法を例題を用いて丁寧に解説しています。
ただこれは、CAEのコードよりの内容です。
そのため、「ソフトを使用して計算できればいい」という方には必要ないでしょう。
<解析塾秘伝>CAEを使いこなすために必要な基礎工学!
工学的知識を実践方法がわかります。
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もしかしたら、あなたの悩んでいた事例も載っているかもしれません。
こちらも手元に残しておきたい一冊です。
強度検討のミスをなくす CAEのための材料力学
こちらも実践的な一冊です。
材料力学で学ぶ降伏応力やひずみを実製品でどのように適用すればよいのか
その考え方が学べます。
用語とかは覚えたけど、どんな使い分けすればいいのやどんな物理的意味なの
といった疑問を解決できます。読んで損はない一冊です。
