トポロジー最適化例題

ATP007:座屈解析モデル

概要

座屈解析応答の使用例です。この例題では、最低次から5個のモードの座屈荷重係数の下限値が制約されています。
例題アーカイブファイル「ATP007_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)の上限値を設計領域質量の65%に規定
      モード1座屈荷重係数(Buckling Load Factor 1)の下限値を2.0に規定
      モード2座屈荷重係数(Buckling Load Factor 2)の下限値を2.5に規定
      モード3座屈荷重係数(Buckling Load Factor 3)の下限値を3.0に規定
      モード4座屈荷重係数(Buckling Load Factor 4)の下限値を3.5に規定
      モード5座屈荷重係数(Buckling Load Factor 5)の下限値を4.0に規定
・設計領域:1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65%(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

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 Fraction0.65
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 SystemCenter
Constraint 1MYZ: Mirror about YZ plane
Constraint 2MZX: Mirror about XZ plane
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)

設計目的の定義

Topology 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が選択されていることを確認します

設計制約の定義

Mass Fraction Constraint

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 Bound0.65
Bound TypeActual(デフォルト値)

Buckling Constraint Mode

定義
Response TypeBuckling Load Factor
□Frequency Mode Number1
LoadCase SelectionTabular Data*
Constraint Bounds
□Lower Bound2.0
□Upper BoundNone(デフォルト値)
Bound TypeActual(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

Buckling Constraint Mode 2

定義
Response TypeBuckling Load Factor
□Frequency Mode Number2
LoadCase SelectionTabular Data*
Constraint Bounds
□Lower Bound2.5
□Upper BoundNone(デフォルト値)
Bound TypeActual(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

Buckling Constraint Mode 3

定義
Response TypeBuckling Load Factor
□Frequency Mode Number3
LoadCase SelectionTabular Data*
Constraint Bounds
□Lower Bound3.0
□Upper BoundNone(デフォルト値)
Bound TypeActual(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

Buckling Constraint Mode 4

定義
Response TypeBuckling Load Factor
□Frequency Mode Number4
LoadCase SelectionTabular Data*
Constraint Bounds
□Lower Bound3.5
□Upper BoundNone(デフォルト値)
Bound TypeActual(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

Buckling Constraint Mode 5

定義
Response TypeBuckling Load Factor
□Frequency Mode Number5
LoadCase SelectionTabular Data*
Constraint Bounds
□Lower Bound4.0
□Upper BoundNone(デフォルト値)
Bound TypeActual(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

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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