トポロジー最適化例題

ATP003:2目的のトポロジー最適

概要

静剛性と動的安定性(最低次モードの最大化)の向上を狙う2目的のトポロジ最適化例です。各目的に対しTopology Objectivesが定義されています。
例題アーカイブファイル「ATP003_ref.wbpz」のトポロジ設計条件は、次の通りです。
・目的関数:ひずみエネルギ(Strain Energy)を最小化
      固有モード1の周波数(1st Frequency Mode)を最大化
・制約条件:質量(Mass Fraction)の上限値を、設計領域質量の25%に規定
・設計領域:4シェルボディ
・製造制約:鏡面対称
・初期質量(Initial Mass Fraction):設計領域質量の25%(質量制約値と同じ値)
・使用単位系:メートル(kg, mm, s, ℃, mA, N, mV)

解析モデル/構造最適化結果

構造最適化ワークフロー

GENESISは、2つの解析システムにリンクされています。

GENESISノード

GENESISノードでは、最適化条件設定と最適構造の出力に必要な最小限のオブジェクトが使用されています。

解析設定

デフォルト値が使用されています。

設計領域の定義

Topology Regions

定義
Design Region TypeIndependently Designed(デフォルト値)
Design Region LimitedYes(デフォルト値)
□Initial Mass Fraction0.25
Design Region Definition
スコープ方法ジオメトリ選択(デフォルト値)
ジオメトリ4ボディ(設計領域を選択)
Frozen Region Definition
Define Frozen RegionNo(デフォルト値)
Fabrication Constraints
Coordinate SystemGlobal Coordinate System(デフォルト値)
Constraint 1MYZ: Mirror about YZ planeを選択
Constraint 2MZX: Mirror about XZ planeを選択
Constraint 3None(デフォルト値)
Minimum Size ControlNo(デフォルト値)
Maximum Size ControlNo(デフォルト値)
Power Rule
□Power Rule > RV13(デフォルト値)
□Power Rule > RV21E-06(デフォルト値)

設計目的(1/2)の定義

Topology Objectives

定義
Response TypeFrequency Mode Number
□Frequency Mode Number1
LoadCase SelectionTabular Data*
Objective Definition Switch
GoalMax
□Weight1(デフォルト値)
*テーブルを開き、LoadCase#2が選択されていることを確認します

設計目的(2/2)の定義

Topology Objective2

定義
Response TypeStrain Energy(デフォルト値)
RegionEntire Model(デフォルト値)
LoadCase SelectionTabular Data*
Objective Definition Switch
GoalMin(デフォルト値)
□Weight1(デフォルト値)
*テーブルを開き、LoadCase#1が選択されていることを確認します

設計制約の定義

Topology Constraints

定義
Response TypeTopology Mass Fraction(デフォルト値)
RegionAll Designed Group(デフォルト値)
Constraint Bounds
□Lower BoundNone(デフォルト値)
□Upper Bound0.25
Bound TypeActual(デフォルト値)

結果情報

Solution Information
最適化計算の実行時に、このオブジェクトをクリックすると、ワークシート画面にプリントされる進行情報を見ることができます。詳細テーブルの値はデフォルト値が使用されています。

トポロジー密度プロット

Topology Density Plot
このオブジェクトをクリックすると、トポロジ密度結果を見ることができます。
詳細テーブルの値はデフォルト値が使用されています。
[結果]タブの表示オプションは、次のようにします。
・[結果]タブ>[表示]>ジオメトリ>表面
・[結果]タブ>[表示]>コンタオプション>コンターバンド

トポロジー密度等値面のプロット

Topology Density Isosurface
このオブジェクトをクリックすると、トポロジ密度の等値面結果を見ることができます。
詳細テーブルの値はデフォルト値が使用されています。
[結果]タブの表示オプションは、次のようにします。
・[結果]タブ>[表示]>ジオメトリ>キャップドアイソサーフェス
・[結果]タブ>[表示]>コンタオプション>ソリッド
・[結果]タブ>[表示]>辺>モデル原形の表示

カットオフ密度はキャップドアイソサーフェスで調整できます。

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