Ansys Motionの優れた機能・サービス

Ansys Motion^TMは、剛体と柔軟体を単一のソルバーシステム内で扱える、次世代の多体動力学解析ソリューションです。動力学、運動学、静的解析に対応し、ジョイント、ギア、カップラー、接触、ばね、ブッシュ、ビーム、タイヤなどを用いた機構システムをモデル化できます。節点法とモード法による柔軟体解析を切り替えられるため、解析精度と計算速度のバランスを取りながら、複雑な機構挙動を評価できます。また、FMIやMATLAB/Simulink連携、Ansys Mechanical^TM由来の柔軟体データ活用、Ansys Rocky^TMとのFMU連携にも対応し、制御・構造・粒子挙動を含む統合解析へ展開できます。さらに、ドライブトレイン、車両、チェーン・ベルトなどに特化した専用ツールキットも備えています。

機能のポイント

次世代マルチボディダイナミクスソルバで剛体・柔軟体を機構運動を高速計算
Function Mock-up Interface(FMI)により制御系・Ansys製品との連携解析に対応
ドライブトレイン・車両運動向け専用解析機能を搭載

剛体・柔軟体を統合したマルチボディダイナミクスツール

ロボットアーム、配管、巻取り機構では、ケーブルやチューブの柔軟性、接触、プリストレスを考慮した機構挙動の評価が重要です。バージョン2025 R1ではLine bodyにCable Model Typeが追加され、梁タイプ柔軟性と剛性スケーリング、円形形状に基づく効率的な接触アルゴリズム、曲げ方向プリストレスが示されています。ロボットアーム、チューブ、巻線などの可動ケーブル検討に適しています。

柔軟体としてのケーブル挙動を表現

直交異方性材料を扱い、荷重方向による応答違いを評価

複合材や方向性を持つ部材を含む機構では、等方材料近似だけでは軸方向ごとの剛性差や変形応答を十分に評価できないことがあります。Orthotropic Elasticityを利用でき、異方性材料を用いたFEボディの機構応答を評価できます。Ansys Motion^TMとAnsys Mechanical^TMの静的構造解析の結果比較も可能であり、構造CAEユーザーがMechanical環境の延長で機構挙動と材料方向性を扱うことができます。

FMI・Simulink連携による制御協調解析

異なるシミュレーションソフトの間で、動的なシステムのモデルをやり取りしたり一緒に動かしたりするための世界共通の規格であるFunction Mock-up Interface(FMI)に対応し、Function Mock-up Unit(FMU)ファイルを介して入力・出力パラメータや解析条件を他ソフトとの間で受け渡せます。Ansysパッケージとは異なる制御解析ツールとして知られているMATLAB/Simulinkとの連携にも対応しており、制御ロジックと機構モデルを組み合わせた協調解析を行えます。

メカトロシステムにて、閉ロープ応答を評価

機構と制御を含むメカトロシステムでは、目標位置、コントローラ、モータ、ジョイント位置、トルク、応力を相互に連携して評価する必要があります。Co-Simulationでは、Ansys Motion^TMで動的システムを作成し、S-input/S-outputを定義してConnectionやForceへ適用、FMUまたはM-file moduleを作成します。Camera Trackingのこの例では、目標位置入力、ジョイント位置、モータ電流・トルク、カメラマウント応力を扱う閉ループシステムが構築されています。

粒子の振る舞いと機構挙動を連成して評価

Ansys Rocky^TMとAnsys Motion^TMのFMU連携により、粒子流動と機械運動を同時解析できます。ここでは事例の一つとして、振動ふるい上の粒子挙動と装置機構を評価しています。粒子の偏在や衝撃荷重を考慮し、設備の振動や応力を把握できます。実負荷を反映した設備設計が可能になり、故障リスク低減や保守最適化につながります。

車両・チェーン・ベルト向け専用ツールキットに対応

チェーン、リンク、ベルトを含む搬送系では、張力、滑り、曲げ損失、振動損失の把握が重要です。Links system解析後にbending loss、vibration loss、slip loss、tensionをプロットできます。バージョン2025 R1では、ほとんどのエンティティが非接触で稀に接触するリンク系のようなモデルに対して、マルチスレッド戦略を最適化した接触探索性能改善が示されています。

曲げや滑りの損失や張力をプロット

構成部品を自動組立し、特性評価を効率化

ロボット関節や精密位置決め機構では、ハーモニックドライブの伝達誤差、効率、ヒステリシス特性が性能に影響します。Harmonic Drive modeling toolはBody、Connector、Wave Generator、Ball Bearingを自動組立し、フレックスベアリングのボールも寸法から自動作成します。従来までは8時間モデリングに要していたのが、1時間に短縮可能になっており、精密減速機の解析準備を大幅に短縮できます。