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本セクションでは、OptiStructを使った複素固有解析の例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、OptiStructが如何に使用されるかを説明しています。
本セクションでは、OptiStructを使った熱および熱伝導解析の例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、OptiStructが如何に使用されるかを説明しています。
本セクションでは、OptiStructを使った解析テクニックの例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、OptiStructが如何に使用されるかを説明しています。
寸法(パラメータ)最適化
本セクションでは、OptiStructの使用による形状最適化の例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、形状最適化にOptiStructが如何に使用されるかを説明しています。
OS-E:2000 初歩的な例題
この例題では、形状最適化がどのように使用できるかについて説明します。
OS-E:2005 ERP応答を用いたオイルパン
等価放射パワー(ERP: Equivalent Radiated Power )応答を使用し、による周波数応答解析で特定の加振を付与することで、オイルパンカバーの形状最適化を行います。
OS-E:2010 Dang Van疲労(安全率)最適化
コンポーネントが荷重履歴全体の中で破壊されるかどうかの予測に使用されます。特定の物理システムでは、コンポーネントが無限に長持ちすることを要求される場合があります。
OS-E:2015 曲げを受けるプレートの形状および寸法最適化
この例では、ソリッド要素で構成されたプレートの板厚と形状の両方を変化させるために、形状変数が使用されます。トポグラフィー最適化では、プレートの個々の領域の板厚または高さ、あるいはその両方を変化させることができ、形状または寸法最適化を単独に用いた場合よりも広範なソリューションが得られます。
OS-E:2020 ソリッドコントロールアーム
トポグラフィー最適化は、シェルサーフェスにビードを作成する以上の応用がききます。基本的なトポグラフィーアプローチは、形状変数の大きな領域を含むあらゆるモデルに適用できるため、ソリッドモデルへの応用にも役立てることが可能です。
OS-E:2025 型打ちされたハット型部材断面
コーナー(角)や鋭いエッジなどのために扱いが困難である型打ちされたプレートを最適化するには、パターングルーピングと形状変数を使うことができます。
OS-E:2030 ソリッド要素でモデル化された片持ち梁
本例の目的は、プリズム型の片持ち梁の体積を最小化することです。
OS-E:2035 ノイバー修正則に基づく応力とひずみ応答
目的は、モデルの形状を変化させることによってフィレット領域における応力の集中を減らすことにあります。
OS-E:2040 接触圧力応答
この例では、バージョン2018以降の最適化で非線形応答を使用するOptiStructの機能に焦点を当てています。
OS-E:2045 応答スペクトル解析(RSA)最適化
この例では、応答スペクトル解析変位を応答として形状最適化を実行するOptiStructの機能を示しています。
本セクション内の例題では、トポグラフィー最適化が、型打ちされたプレート構造におけるビード補強とソリッド構造用のリブ補強の両方をどのように生成するかを示しています。
本セクション内の例題では、マルチボディシステム内の弾性体の最適化に等価静的荷重法(ESLM)がどのように使用されるかを示しています。
本セクションでは、OptiStructを使ったマルチフィジックスの例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、OptiStructが如何に使用されるかを説明しています。
本セクションでは、OptiStructを使った応答スペクトルの例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、OptiStructが如何に使用されるかを説明しています。
本セクションでは、OptiStructを使って非線形陽解法解析の例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、OptiStructが如何に使用されるかを説明しています。
本マニュアルでは、NAFEMSの問題を含めた検証モデルの解を紹介しています。
本セクションでは、OptiStructに関してよくある代表的な質問についてお答えしています。
OptiStruct例題集は、様々なソリューションシーケンスや最適化タイプについて解かれた例題を集めたもので、現実世界の応用とOptiStructの機能の例をユーザーに提供します。
本セクションでは、OptiStructの使用による形状最適化の例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、形状最適化にOptiStructが如何に使用されるかを説明しています。
OS-E:2030 ソリッド要素でモデル化された片持ち梁
本例の目的は、プリズム型の片持ち梁の体積を最小化することです。
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OS-E:2030 ソリッド要素でモデル化された片持ち梁
本例の目的は、プリズム型の片持ち梁の体積を最小化することです。
図 1. 片持ち梁: 荷重と境界条件の付与
必要なモデルファイルのダウンロードについては、モデルファイルへのアクセスを参照してください。
この例で使用されているモデルファイルには以下のものが含まれます:
beam_shape.fem
梁の先端における最大変位が制限され、1つ目と2つ目の固有値振動数には下限が設けられています。2つのサブケースが定義されており、subcase 1は静的荷重ケース、subcase 2は固有モード解析です。
設計領域は2つの設計要素、すなわちウェブとフランジに分割されています。設計要素とベクトルを使って、6つの設計変数が定義されています(図 2)。形状最適化については、梁の形状は元の形状の節点位置 x (0) 、および、設計変数に関連付けられた6つの形状基底ベクトルの線形組み合わせ A x , i = 1 , ... , 6 を使って定義されています。線形因子 d , i = 1 , ... , 6 は、最適化問題における設計変数です。梁の形状xは次のとおり表されます:(1)
x = x ( 0 ) + E i − 0 6 d , A x ,
図 3 は、1つ目の設計変数によって摂動された梁の形状です(線形摂動)。 図 4 は、設計変数4によって生じる2次の摂動ベクトルを示します。
図 2. 片持ち梁; 設計要素と設計変数
図 3. 片持ち梁; 摂動された形状1
図 4. 片持ち梁; 摂動された形状4
摂動ベクトル A x , i = 1 , ... , 6 は、AutoDV(HyperMeshの一部)を使ってDVGRIDカードのフォーマットで与えなくてはなりません。これらのカードは自動的に生成することが可能です。AutoDVの出力には、設計変数定義DESVARも含まれます。出力ファイルBeam_shape.datは、インクルードステートメントを介し、OptiStruct入力デックのバルクデータセクションに組み込むことができます。
最適化問題の定義は、入力デックのケースコントロールセクションに含まれます。 図 5 は、最適化問題の定義とAutoDV出力を含んだOptiStruct入力ファイルのセクションを示しています。
最適化の制約条件はすべて、モデルについて満たされています。最終形状を図 5に示します。
$----------------------------------------------------------------- $ $ Case Control Cards $ $----------------------------------------------------------------- $ DESOBJ(MIN) = 1 $ $HMNAME LOADSTEPS 1Static $ SUBCASE 1 LOAD = 2 SPC = 3 DESSUB = 101 $ $HMNAME LOADSTEPS 2Eigenvalues $ SUBCASE 2 SPC = 3 METHOD = 4 DESSUB = 201 $ BEGIN BULK INCLUDE Beam_shape.dat $ $ LOAD cards $ EIGRL, 4, , , 10 $ DRESP1, 1, vol, VOLUME DRESP1, 2, disp, DISP,,,2,,29530 DCONSTR, 101, 2, -0.01 DRESP1, 3, f1, FREQ,,,1 DRESP1, 4, f2, FREQ,,,2 DCONSTR, 202, 3, 2600.0 DCONSTR, 203, 4, 3000.0 DCONADD, 201, 202, 203
図 5. 片持ち梁; 最終形状
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