Challenge

CADの学習曲線を短縮し、統合された設計シミュレーション ツールを使用して、UNH Precision Racing(ニューハンプシャー大学のSAE F1レーシング チーム)を含む機械工学の学生に実務的な経験を積ませる。

Solution

SOLIDWORKS ソフトウェアで機械工学の授業や UNH Precision Racing の活動で使用する。

Results

  • チーム パフォーマンスを常に最高に維持
  • シミュレーション ツールでレーシング カーの設計を検証
  • チーム メンバー間のコミュニケーションを促進
  • 設計の可視化を強化

ニューハンプシャー大学は米国で有数の研究機関です。多くの学科、学際的研究機関、研究センターから構成され、丘陵と川に囲まれた国内で最も美しい場所にキャンパスがあり、世界中から学生や研究者が集まっています。大学のCollege of Engineering and Physical Sciencesには機械工学部があり、最新の研究施設でエンジニアリングの現場を重視したカリキュラムが実施されています。

たとえば、上級過程の設計プロジェクトでは、Society of Automotive Engineers (SAE) F1レーシングチーム(UNH Precision Racing)に参加しています。機械工学部長のBrad Kinsey教授によると、UNH Precision Racingは、学生がエンジニアリングのスキルや知識を実際の設計プロジェクトで試す非常に良い機会です。

2009年まで、UNHの学生とUNH Precision Racingのメンバーは、設計の授業ととレーシング カーの設計で競合他社の3D CADシステムを使用していました。この年、UNHは3D CADパッケージをSOLIDWORKS® Education Editionソフトウェアに切り替えることにしました。「学生たちは前のソフトウェアを扱いにくいと感じていました。このため、使いやすく、統合されたエンジニアリング/解析ツールを使用できるSOLIDWORKSに切り替えることにしました」とKinsey教授は話しています。「古いシステムでCADを教えていましたが、学生たちが設計ツールをその場ですぐに使うことはありませんでした。レーシング カーの設計でも同じ状況でした」

UNHは、SOLIDWORKS Education Editionを500ライセンス購入しました。使いやすく、総合的な有限要素解析(FEA)シミュレーション ツールがあること。設計の共有が簡単で、写実的なレンダリング機能が使えることが選定の決め手になりました。

「SOLIDWORKSにより、学生たちはツールの操作に手間取ることなく、設計やエンジニアリングの集中できるようになりました」とKinsey教授は説明します。「UNH Precision Racingは、フレーム、サスペンション、電気系統、制御、空気力学のサブチームから構成されています。SOLIDWORKSソフトウェアは、学際的なコラボレーションやコミュニケーションに最適なソリューションです。SOLIDWORKSがなければ、高品質なレーシング カーの設計は不可能でしょう」

 

設計の最適化

SOLIDWORKS Education Editionソフトウェアを導入したUNH Precision Racingは、FEAツールで設計の様々な側面を検証するだけでなく、重要な構成部品を最適化し、安全性を維持しながら軽量化を図ることが可能になりました。2013年から2014年のチームにキャプテンとして参加し、UNHを卒業したDrummond Biles氏は次のように話しています。「私たちは何か作るときに必ずSOLIDWORKSで設計解析を行いました。「空気力学の改善では流体解析を行い、共振の検出と吸気効率の改善には周波数解析を使用しました。また、ロア コントロール アームの最適化には構造解析を行いました。

SOLIDWORKS設計ソフトウェアは使いやすいソフトウェアです」とBiles氏は話しています。「さらに、レーシング カーなどのプロジェクトの作業に高度なモジュールを統合し、機械工場に送る前にできる限り設計を最適します。機械工場では、SOLIDWORKSのアドインであるMasterCAM®を使用してコードを生成し、CNC機械加工を行います」

SOLIDWORKSにより、学生たちはツールの操作に手間取ることなく、設計やエンジニアリングに集中できるようになりました。UNH Precision Racingは、フレーム、サスペンション、電気系統、制御、空気力学のサブチームから構成されています。SOLIDWORKSソフトウェアは、学際的なコラボレーションやコミュニケーションに最適なソリューションです。SOLIDWORKSがなければ、高品質なレーシング カーの設計は不可能でしょう。

Brad Kinsey氏
教授、機械工学部部長

SOLIDWORKS設計可視化機能と写実的なレンダリング ツールを利用することで、チーム内やSAEとのコミュニケーションとコラボレーションが改善されました。たとえば、UNH Precision Racingは年の半ばに進捗状況をSAEに報告する必要があります。「SOLIDWORKSのレンダリング機能を使用すれば、完成品の写実的なイメージをレンダリングし、製造文書に添付することができます」とBiles氏は話します。

「チーム内ではSOLIDWORKSの設計可視化、衝突検知、アニメーション、穴の不整列ツールを使用して、モデルに潜むパフォーマンスの問題を特定し、解決しています。製造、組み立ての段階に入った後も設計の改善を行うことができます」とBiles氏は続けます。「SOLIDWORKSに様々なアセンブリをマスターモデルをインポートして、金属の切削前に設計を調べることができます。SOLIDWORKSにより、車体にカーボン ファイバーを使用したり、別の材料の利用が可能になりました」

 

UNH Precision Racingが最も成功したシーズン

SOLIDWORKSソフトウェアへに切り替えた後、UNH Precision Racingの競争力は向上しました。SAE F1の2013-2014シーズンは、UNH Precision Racingは史上最高の成績を残しました。全体の26位に入り、資金力のある多くのチームを上回る結果になりました。「私たちの目標は、前年のチームの経験を活かし、SOLIDWORKSのエンジニアリング ツールを利用して前シーズンの成績を上回ることです」とBiles氏は強調します。

「SOLIDWORKSに切り替えてから、チームへの参加を希望する学生が増えています」とKinsey氏は話します。「学生たちはSOLIDWORKSをすぐに習得します。SOLIDWORKSへの移行は、学生に実際のエンジニアリングを体験させるという目標に役立っています」