軽量化と構造性能最適化設計セミナー
ノンパラメトリック構造最適設計システムTOSCA機能紹介
- 1.接触解析などで収束しない場合に、接触判定値などの設定を変えながら最適化をする事は可能ですか？
- 1.最適化計算の途中で設定を変更する事は出来ません。収束しない場合は設定値を変更して再度計算を実施します。
- 2.トポロジ最適化では、結果形状が導かれたメカニズムを理解しないと、的確な設計反映ができないと思いますが、そのノウハウがヴァイナスにありますか？
- 2.弊社にはノウハウがございます。TOSCAのアルゴリズムがどのような意図で形状を導いたのか分析したうえで結果形状を解釈し、
更に工学的な知見から妥当性を評価することで的確な設計反映を行うノウハウを蓄積しています。
- 3.複数の荷重条件で設計する場合、最適化で適用しなかった荷重条件を最適化結果の分析時に反映するのは難しいでしょうか。
- 3.最適化は与えられた荷重条件のみを考慮して形状を導くため、考慮しなかった荷重条件は最適化には反映されません。考慮しなかった荷重条件の影響は、その結果を元に、人知によって分析することになります。適用しなかった荷重条件が重要である場合は、それらの荷重を含めた荷重条件で最適化を実施することで、正確に分析することができます。
次期最新リリース TOSCA 7.1（2011年初夏リリース予定）新機能
- 4.最適化に使用するFEMモデルのメッシュサイズを細かくする必要がありますか？
- 4.必ずしもメッシュサイズを細かくする必要はありません。最適化で得られた形状について、設計力で的確に補正するのであれば検討にあった適度な粗さでも可能です。
- 5.最適化にシェルモデル、ソリッドモデル、軸対象モデルは使用可能ですか？
- 5.使用可能です。
- 6.熱伝導解析のトポロジ最適化のリリースはいつ頃ですか？
- 6.次期バージョンTOSCA7.2で対応予定です。リリース予定はTOSCAニュースなどで改めてお知らせします。
- 7.熱伝導解析のトポロジ最適化について、複数の熱伝達率を持つ製品への適用は可能ですか？
- 7.適用可能です。但し、設計領域外のみになります。最適化形状を求める設計領域内は熱伝達率は1種類しか設定できません。
- 8.トポロジ最適化、形状最適化、ビード最適化にてシェルモデル、ソリッドモデルの適用は可能ですか？
- 8.ビード最適化は板金製品専用の最適化のため、シェルモデルのみの適用となります。トポロジ最適化と形状最適化は、シェルモデル、ソリッドモデルの両方適用可能です。
- 9.トポロジ最適化は応力に対応していますか？
- 9.対応していません。トポロジ最適化は荷重パスに不要な部位のヤング率を下げていきますので、必要な部位と不要部位の剛性が局所的に不連続となり、得られる応力は設計値として参考するには不適切です。トポロジ最適化結果から再設計を行い、次に形状最適化で集中応力を落とす手順を推奨しています。
日本における構造最適設計技術の導入実績と成果
- 10.自動車ボデー骨格検討で衝突を考慮して最適化を行っていましたが、剛性も考慮する事は可能ですか？
- 10.衝突と同時に剛性も考慮することが可能です。TOSCAは複数荷重ケースについて最適化を行う事が可能で、それぞれに重み付けをする事が出来ます。最適化用のFEMモデルに衝突荷重と剛性荷重を設定し、重みを変化させることで衝突と剛性の各性能についてバランスが良い設計案を得ることが可能です。
- 11.座屈固有値が扱えないとのことですが、座屈問題はどのように最適化するのですか？
- 11.弾性座屈は扱うことはできませんが、線形静解析のビード最適化や形状最適化で剛性向上させることで座屈固有値を上げるという手法があります。また、圧縮不安定崩壊等の座屈は非線形解析と連携した形状最適化で座屈荷重の向上が可能です。
- 12.なぜシェルモデルの形状最適化でダミーソリッドを適用するのか？
- 12.通常シェルモデルは板厚方向に形状変形が出来ないので節点共有したソリッドの自由度を活用するためです。
ドイツ Heidenreich & Harbeck社の最新事例紹介
- 13.この事例では単品部品と取り扱っていましたが、アセンブリ構造でも最適化は可能ですか？
- 13.アセンブリ構造でも最適化を実施することが出来ます。適用事例としてFord社での事例がございます。
/seihin/tosca/jirei1_005.html
- 14.トポロジ最適化で考慮できる製造条件を教えてください。
- 14.下記の製造条件を考慮することが出来ます。組み合わせて用いる事も可能です。
要素の固定・最大部材サイズ/最小部材サイズ・型抜き・プレス／打抜き加工・遮へい構造
- 15.最適化の結果をCADデータとして出力する事は出来ますか？
- 15.出来ます。TOSCA smoothモジュールを用いてIGES形式とSTL形式で出力する事が出来ます。
ドイツ・欧州企業の成功事例にみるTOSCAの効果的な使い方
- 16.今回紹介されたAUDI社のホイールキャリアの事例では、塑性歪が厳しい部位と疲労損傷度が厳しい部位が異なっています。
１つの荷重条件ではこのような現象が起こることは考えにくいのですが、これはそれぞれの現象に対して異なる方向の荷重を与えているのでしょうか？
- 16.異なる方向の荷重を与えています。塑性歪はバンプ荷重等の静強度が問題となる荷重のFEM解析結果に基づいて最適化を行っています。疲労損傷度は運用荷重を考慮した疲労解析ソルバの結果に基づいて最適化を行っています。
- 17.最適化における目的関数や制約条件の関係を教えてください。
- 17.最適化は所与の制約条件の範囲で、目的関数を最大化または最小化するように進みます。
したがって、始めに制約条件を満たすように形状が変更され、その後で目的関数を最大化または最小化するように形状が変更されます。
- 18.目的関数をユーザーが定義する事は出来ますか？
- 18.出来ます。但し、線形結合のみに限られます。
- 19.形状最適化の感度法は対応していますか？
- 19.現在開発中です。次期メジャーバージョンアップにおいてリリースを予定しています。
