TE Connectivity社の圧着接続のロバスト最適化

TE コネクティビティは、世界中の市場で使用されている圧着接続タイプの製品を開発しています。B-crimpタイプは、一般的なワイヤー圧着形状で、短いサイクルタイム、高い柔軟性、低い総コストを提供します。圧着工程でバレルウィングを形成すると、個々のワイヤーストランドはバレルスペース内で対称的に移動します。TEのエンジニアは、物理テストと仮想シミュレーションを実施し、圧着高さや幅など、多くのパラメータを通じて圧着接続の品質を評価しました。

TEのエンジニアは、ドラッグアンドドロップ式のグラフィカルな Optimus プロセス統合エディタでシミュレーションプロセスフローをスケッチし、設計パラメータ範囲と設計目標および制約を定義しました。また、Optimus のダイレクトインターフェースにより、Ansys Workbenchのバレル設計の完全自動更新と、関連する LS-DYNA 有限要素シミュレーションの駆動をサポートしました。

最適化プロセスの設定後、Optimus による自動探索が開始され、最適なバレル設計パラメータ値のセットが特定されました。実績のある2次多項式最適化アルゴリズムが、適用されるすべての設計制約を尊重しながら、性能目標に最も合致する設計候補を効率的に追跡しました。制約条件は、パンチ力の範囲、バレルの寸法、最大局所応力値などです。

バレル設計の最適化は有望な結果をもたらしましたが、設計はバレルの製造と圧着のばらつきに敏感であることも明らかになりました。

TE開発チームは、L81直交表を用いて各設計変数のSN比を算出し、それをOptimusの要因効果図で表示することでロバスト性の高い設計パラメータの組み合わせを決定しました。また、設計パラメータの感度を分析することで、圧着接続性能を目標値にチューニングしました。

Optimusには、最初から最後まで品質工学を自動実行するために必要な機能がすべて含まれており、開発期間とコストを大幅に削減することができます。