トポロジー最適化例題

ATP040:充填製造制約 Minimum Depth Control

概要

“Minimum Depth Control”パラメタの使用例です。Bottom面から充填(FBX/FBY/FBZ)およびTop面から充填(FTX/FTY/FTZ)する場合、同パラメタを使用できます。次のオプションがあります。
・Yes:充填方向における最小深さをコントロールします。Minimum Depth を指定する必要があります
・No:最小深さをコントロールしません。デフォルトです。
例題アーカイブファイル「ATP040_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
・制約条件:質量(Mass Fraction)制約の上限値を設計領域質量の30%に規定
・設計領域:1ソリッドボディ
・製造制約:充填/鏡面対称/最小部材寸法
・初期質量(Initial Mass Fraction):設計領域質量の30%(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

解析モデル                   構造最適化結果

構造最適化ワークフロー

2つのGENESISシステムが、3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。

Allow Through Holes=Yesのケース           Allow Through Holes=Noのケース

Allow Through Holes=Yesのケースについて、各オブジェクトの定義内容を以下に示します。

解析設定

・Design ControlカテゴリのMax. Optimization Cycleの値に25が入力されています

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 Fraction0.5
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1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 SystemCoordinate System
Constraint 1FBZ : Fill Z axis (‐to +)
Constraint 2MYZ : Mirror about YZ plane
Constraint 3MZX : Mirror about XZ plane
Min. Fill Depth ControlYesの場合
□Minimum Depth0.5mm(最小深さ)
Max.Fill Depth ControlNo(デフォルト値)
Alter Extrude/Fill DirectionNone(デフォルト値)
Minimum Size ControlYes
□Minimum Member Size0.5mm
□Spread Fraction0.5(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)

設計目的の定義

Objectives

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, #2, #3が選択されていることを確認します

設計制約の定義

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 Bound0.5
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。

トポロジー密度のプロット

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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