コネクタの嵌合ロック、端子の挿抜、ハウジングのクランプ部など、繰り返しの力や衝撃が加わる箇所の強度を、構造解析(シミュレーション)によって設計初期段階から数値で確認します。高額な解析ソフトのライセンスを保有していなくても、この構造解析だけを受託でご依頼いただけます。
構造解析(シミュレーション)とは
荷重や外力を受けたときに、部品のどこにどれだけの応力が発生し、どのくらい変形するかをコンピューター上で計算する技術です。設計段階で強度の妥当性を確認し、試作・実機試験での手戻りを減らします。
- コネクタのロック爪・嵌合部にかかる応力集中の可視化
- 端子の挿入力・抜去力・保持力(リテンション力)の試算
- ハーネスクランプ部や固定部の変形量・応力の確認
- 樹脂材料の異方性やヒケなど、成形起因の強度ばらつきの考慮
事例:コネクタ・ロック爪部の応力集中対策
課題:新型コネクタの嵌合ロック爪について、繰り返しの着脱によって爪部が割れるクレームリスクが懸念され、設計段階で強度余裕を定量的に確認したいという要望があった。
取り組み:設計者が3D CADと連携したシミュレーション(構造解析)を実施し、ロック爪の応力分布を確認。応力が集中する箇所を特定し、リブ形状・R形状を見直した複数案を短時間で比較検討した。
結果:設計初期段階で応力集中を大幅に低減する形状に改善。量産試作後の手戻りを回避し、開発スケジュールの短縮につながった。
専任者としてのフィードバック:設計者CAEでは簡略化されがちな「爪の付け根のフィレット形状」や「樹脂の異方性」を、専任解析者がレビュー。受託試験で得られた実測の破断強度データとシミュレーション結果を突き合わせることで、境界条件の設定根拠を明確化し、次回以降の設計者CAEの予測精度を高める助言を行った。
構造解析における設計者CAEと解析専任者の違い
| 比較項目 | 設計者CAE | 解析専任者・CAEエンジニア |
|---|---|---|
| 目的 | 複数の形状案の中から、応力の傾向が良い方向性を素早く見極める | 量産移行前に、実測データと相関の取れた強度で最終判定を行う |
| 対応できる計算時間の目安 | 片手間対応のため、現実的にはせいぜい5分程度が限界 | 爪の付け根のR形状や接触条件を精緻に詰めるため、数時間〜数日かけて対応 |
| モデル化 | ロック爪・端子形状を簡略化し、標準メッシュで計算 | 爪の付け根のR形状や接触条件まで精緻にモデル化 |
| 材料条件 | カタログ値ベースの等方性材料として設定することが多い | 異方性や成形条件(ヒケ・ウェルド)を考慮した実測ベースの物性を使用 |
| 得意な場面 | 設計初期の形状スクリーニング、コスト・納期を優先した比較検討 | クレーム原因の解明、量産承認前の最終強度保証 |
5分の壁を超える構造解析、まるごと受託します
「応力集中の値をどこまで信用してよいか分からない」「境界条件の詰めに時間がかかりすぎる」——そんな時は仕様書がなくてもご相談ください。受託試験の実測データを踏まえてお答えします。解析ソフトのライセンスを保有していなくても、必要なときにこの解析だけを受託でご利用いただけます。
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