OS-T: 5060 フリー形状手法を用いた製造用制約条件を伴う3Dモデル
本チュートリアルでは、対称性やメッシュバリア制約といった製造用制約条件とフリー形状最適化手法を用いて、ソリッドモデルの形状最適化を行います。最適化の目的は、モデルの形状を変化させることによって応力を軽減させることです。
![frshape_pic1](../../../images/solvers/frshape_pic1.png)
図 1.
HyperMeshの起動とOptiStructユーザープロファイルの設定
モデルのオープン
最適化のセットアップ
フリー形状設計変数の作成
バリアメッシュフェイスを作成するためのシェル要素の変換
- 2Dページから、elem typesパネルをクリックします。
- elemsby collectorをクリックします。
- barrierを選択し、selectをクリックします。
- 2D & 3Dサブパネルを選択します。
- tria3欄でCTRIA3をクリックし、BMFACEを選択します。
- quad4欄でCQUAD4をクリックし、BMFACEを選択します。
- updateをクリックします。
1-Plane対称性制約条件の定義
![frshape_pic3](../../../images/solvers/frshape_pic3.png)
図 4. 1-Plane対称性の定義
メッシュバリア制約条件の定義
バリアは、シェル要素および可能な限り少数の要素によって構築される必要があります。
- free shapeパネルで、sideconサブパネルをクリックします。
- desvar =をクリックし、shapeを選択します。
- Barrier meshの横のcomponent=をクリックし、barrierを選択します。
- updateをクリックします。
- returnをクリックし、メインメニューに戻ります。
![frshape_pic4](../../../images/solvers/frshape_pic4.png)
図 5. メッシュバリアコンポーネント
最適化の応答の作成
- Analysisページからoptimizationをクリックします。
- Responsesをクリックします。
-
モデルの全体積について定義される質量の応答を作成します。
- responses=欄に、massと入力します。
- response typeの下で、massを選択します。
- regional selectionをtotalとno regionidに設定します。
- createをクリックします。
-
静的応力の応答を作成します。
- responses=欄に、Stressと入力します。
- response typeをstatic stressに変更します。
- エンティティセレクターをelemsにセットし、 をクリックしてstressを選択します。
- 応答セレクターをvon Misesに設定します。
- von misesの下で、both surfacesを選択します。
- createをクリックします。
- returnをクリックし、Optimizationパネルに戻ります。
設計制約条件の作成
- dconstraintsパネルをクリックします。
- constraints=欄にstressと入力します。
- response =をクリックし、stressを選択します。
- upper bound の横のボックスにチェックマークを入れ、62と入力します。
- 荷重ステップセレクターを使って、ls2を選択します。
- createをクリックします。
- returnをクリックし、Optimizationパネルに戻ります。
目的関数の定義
- objectiveパネルをクリックします。
- minが選択されていることを確認します。
- responseをクリックし、Massを選択します。
- createをクリックします。
- returnを2回クリックし、Optimizationパネルを終了します。
SHAPEカードの定義
- Analysisページからcontrol cardsパネルをクリックします。
- Card Imageダイアログで、SHAPEをクリックします。
- FORMATをH3Dにセットします。
- TYPEをALLにセットします。
- OPTIONをALLにセットします。
- returnを2回クリックし、メインメニューに戻ります。
最適化の実行
結果の表示
形状結果の可視化
応力のコンタープロットの表示
-
Resultsツールバーで
をクリックし、Contourパネルを開きます。
- Result typeをElement Stresses (2D & 3D) (t)にセットします。
- Stress type:をvon Misesに設定します。
- selectionの下で、セレクターをElementsにセットします。
- stressを選択します。 をクリックし、
- Addをクリックして閉じます。
- Applyをクリックします。
![5060_final_4_7](../../../images/solvers/5060_final_4_7.png)
図 6. 最終形状のvon Mises応力コンター