トポロジー最適化例題

ATP012:周波数応答解析モデル

概要

周波数応答解析の加速度応答の使用例です。加速度のピーク値を最小化する例が示されています。周波数応答の場合、最適化ゴールはMin-Maxが適用されます。
例題アーカイブファイル「ATP012_ref.wbpz」のトポロジ設計条件は、次の通りです。
・目的関数:加振点での加速度(Dynamic Acceleration)ピーク値の最小化
・制約条件:質量(Mass Fraction)の上限値を設計領域質量の60%に規定
・設計領域:1ソリッドボディ
・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

・Design ControlカテゴリのMax. Optimization Cycleの値に50が入力されています
・Harmonic Analysis Output ControlカテゴリのAccelerationの値にYes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 Fraction1.0
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 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)

設計目的の定義

Topology Objectives

Geometry
Scoping MethodGeometry Selection(デフォルト値)
Geometry1 Vertex(加振点を選択します)
定義
Response TypeDynamic Acceleration
Response FromModal(デフォルト値)
Grid Selection ByGeometry(デフォルト値)
Coordinate SystemGlobal Coordinate System(デフォルト値)
ComponentTransition Z
Dynamic ComponentMagnitude(デフォルト値)
LoadCase SelectionTabular Data*
Response CreationOne Response for all selected nodes/elements
Objective Definition Switch
GoalMin-Max(デフォルト値)
Initial Peak Response ValueMaximum Response Value of Initial Cycle
□Bound Scale Factor for Beta1
□Weight1(デフォルト値)
*テーブルを開き、LoadCase#2(Harmonic Response)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 Bound0.6
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。

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。
・[表示]>コンタオプション>コンターバンド

加速度応答のプロット

Dynamic Acceleration
このオブジェクトをクリックすると、加速度値の周波数応答図を見ることができます。
詳細テーブルの値は、次の値が使用されています。
・Scope>ジオメトリで、ジオメトリvertex(または節点)を選択
・定義>Componentで、Zを選択
・定義>LoadCaseで、Harmonic Responseのロードケースを選択

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