残存寿命を考慮した強度解析

残存寿命は色んな要素で減っていきます。開発現場では、運用段階で大きな荷重がかかるとか、繰り返し荷重が影響するなどを想定し、開発段階でCAEでチェックすることが一般的になってきています。

ところが、ベンチテストで破損が起こるケースがあります。CAEでは考慮できていない量産ノイズが原因であるとするならば、量産ばらつきを考慮した強度解析は有効な対策手段の一つになるでしょう。

量産ばらつきの解析では、公差範囲内で寸法をモンテカルロ法によってばらつかせた状態の形状をシミュレーションします。公差積み上げによるMAX値MIN値と言った現実には起こりえない事象にフォーカスするのではなく、膨大な寸法値をモンテカルロ法で決めていく(3次元形状の中で確率論的なアプローチをとる)ことで現実に近い量産ばらつきをシミュレーションします。

このモンテカルロ法による3次元公差解析は、各方面で活用が進みました。開発の進化は止まらないもので、量産ばらつきを考慮した強度解析は少しずつ成果が出始めている中、製造工程における残存寿命低下を考慮した強度解析のニーズが出てきました。プレス、鍛造、鋳造、研削、樹脂・・・残存寿命に影響する工程は色々ありますが、2016年1月15日の車の軽量化技術展の技術セミナーでは、ギアの焼き入れ工程による残存寿命低下を考慮した解析を例にご紹介したいと思います。