トポロジー最適化例題

ATP010:質量の最小化

概要

質量(Mass Fraction)最小化問題のセットアップ例です。制約については、ロードケースごとの変形が規定されています。
例題アーカイブファイル「ATP010_ref.wbpz」のトポロジ設計条件は、次の通りです。
・目的関数:質量(Mass Fraction)を最小化
・制約条件:LoadCase1での負荷位置の変形(Deformation)の上限値を1.17857に規定
             LoadCase2での負荷位置での変形(Deformation) の上限値を10.667に規定
・設計領域:1ソリッドボディ
・製造制約:充填/最小部材寸法
・初期質量(Initial Mass Fraction):設計領域質量の100%
・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。

トポロジー領域の定義

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 Fraction1
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 1F0Z:Fill Z axis (plane to + and -)
Constraint 2None(デフォルト値)
Constraint 3None(デフォルト値)
Minimum Size ControlYes
□Minimum Member Size4mm
□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)

トポロジー目的の定義

Topology Objective

定義
Response TypeTopology Mass Fraction
RegionAll Designed Group(デフォルト値)
Objective Definition Switch
GoalMin(デフォルト値)
□Weight1(デフォルト値)

トポロジー制約の定義

Topology Constraints

定義
Response TypeDisplacement
Grid Selection ByRemote Point
Remote PointRemote Point2
Coordinate SystemGlobal Coordinate System(デフォルト値)
ComponentTransition Magnitude
LoadCase SelectionTabular Data*
Response CreationOne Response for all selected nodes/elements
RegionAll Designed Group(デフォルト値)
Constraint Bounds
□Lower BoundNone(デフォルト値)
□Upper Bound1.17857[mm]
Bound TypeActual(デフォルト値)
*テーブルを開き、LoadCase#1は選択、LoadCase2は非選択であることを確認します

Topology Constraints 2

定義
Response TypeDisplacement
Grid Selection ByRemote Point
Remote PointRemote Point2
Coordinate SystemGlobal Coordinate System(デフォルト値)
ComponentTransition Magnitude
LoadCase SelectionTabular Data*
Response CreationOne Response for all selected nodes/elements
RegionAll Designed Group(デフォルト値)
Constraint Bounds
□Lower BoundNone(デフォルト値)
□Upper Bound10.667[mm]
Bound TypeActual(デフォルト値)
*テーブルを開き、LoadCase#1は非選択、LoadCase2は選択であ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。

アイソサーフェス上に要素密度コンタをプロットするには、次の表示オプションを使用します。
・[結果]タブ>[表示]>コンタオプション>コンターバンド



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