トポロジー最適化例題

ATP018:反力の最大化

概要

反力(Reaction Force)応答の使用例です。例題は、与えられた解析条件に対し、グリップポイントでの反力を最大化しています。
例題アーカイブファイル「ATP018_ref.wbpz」のトポロジ設計条件は、次の通りです。
・目的関数:グリップポイントでの反力(Reaction Force)を最大化
・制約条件:質量(Mass Fraction)の上限値を設計領域質量の40%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40%(質量制約値と同じ値を使用)
・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、1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35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 Fraction0.4
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 1MZX: Mirror about XZ plane
Constraint 2None(デフォルト値)
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

Objectives

Geometry
Scoping MethodGeometry Selection
Geometry1 Vertex(上部グリップポイントを選択します)
定義
Response TypeReaction Force
Grid Selection ByGeometry(デフォルト値)
Coordinate SystemGlobal Coordinate System(デフォルト値)
ComponentTranslation Y
LoadCase SelectionTabular Data*
Response CreationOne response per node/element
Objective Definition Switch
GoalMax
□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

Objectives 2

Geometry
Scoping MethodGeometry Selection
Geometry1 Vertex(下部グリップポイントを選択します)
定義
Response TypeReaction Force
Grid Selection ByGeometry(デフォルト値)
Coordinate SystemGlobal Coordinate System(デフォルト値)
ComponentTranslation Y
LoadCase SelectionTabular Data*
Response CreationOne response per node/element
Objective Definition Switch
GoalMin
□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

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 Bound0.4
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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