OS-T:4000 レールジョイントの3D寸法最適化
本チュートリアルでは、シェル要素で構成される自動車のレールジョイントの寸法最適化を行います。

図 1. レールジョイントの構造モデル
構造モデルをHyperMeshに読み込みます。拘束条件、荷重、材料特性およびサブケース(荷重ステップ)は既にモデル内で定義されています。寸法設計変数と最適化パラメータを定義し、OptiStructでコンポーネントの最適寸法を求めます。その後、結果をHyperView内で確認します。
- 目的関数
- 体積の最小化
- 制約条件
- 与えられた2つの荷重載荷点における最大節点変位
- 設計変数
- 2つのパートの板厚
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
寸法設計変数の作成
応答の作成
制約の作成
目的関数として定義された応答は制約することは不可能です。この場合、応答volumeに制約条件を与えることはできません。
上限の制約条件を応答X_DispおよびZ_Dispに定義します。
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、volume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 panelを終了します。
データベースの保存
- メニューバーで をクリックします。
- Save Asダイアログでファイル名欄にjoint_sizeOPT.hmと入力し、自身の作業ディレクトリに保存します。
最適化の実行
- joint_sizeOPT.hgdata
- 各反復計算における目的関数、制約条件の違反率が納められているHyperGraph形式のファイル。
- joint_sizeOPT.prop
- 寸法最適化について最終反復計算からの更新された特性データがすべて含まれるOptiStruct特性出力ファイル。
- joint_sizeOPT.hist
- 目的関数の各反復計算の履歴および最も違反している制約値が納められているOptiStruct反復計算履歴ファイル。反復計算履歴のxyプロットに使用可能。
- joint_sizeOPT.out
- ファイルのセットアップ、最適化のセットアップの情報、 実行に必要なRAMとディスクスペースの見積もり、それぞれの最適化の反復情報、計算時間の情報を含むOptiStruct出力ファイル。joint_sizeOPT.femファイルの処理を行う際にフラグが立つワーニングおよびエラーに関しては、このファイルを確認すること。
- joint_sizeOPT.res
- HyperMeshバイナリ結果ファイル。
- joint_sizeOPT.stat
- 計算を完全に終了するために使用されたCPU、また、入力デックの読み出し、アセンブリ、解析および収束等のCPU情報が含まれています。
- joint_sizeOPT_des.h3d
- 最適化結果を含むHyperViewバイナリ結果ファイル。
- joint_sizeOPT_s#.h3d
- 線形静解析からの結果を含むHyperViewバイナリ結果ファイル。
結果の表示
- joint_sizeOPT_des.h3d
- 5つの反復計算すべてについての要素板厚を含みます。
- joint_sizeOPT_s1.H3D
- ID 1のサブケースの反復計算0と反復計算4について、線形静解析の変位および応力結果を含みます(サブケースForce_X)。
- joint_sizeOPT_s2.h3d
- ID 2のサブケースの反復計算0と反復計算4について、線形静解析の変位および応力結果を含みます(サブケースForce_Z)。
- joint_sizeOPT.out
- 各反復計算についての寸法および体積情報が含まれます。
寸法最適化結果の可視化

図 2. 最終反復計算の板厚コンター
変位結果の可視化
寸法板厚結果の可視化
- UnixまたはMS-DOSシェルで、テキストエディタを用いてjoint_sizeOPT.outファイルを開きます。
- 体積、制約条件情報および各反復計算における寸法に注目しながら、5つの反復計算すべてを確認します。
与えられた制約条件下で、体積は最小となっていますか?
変位の制約条件は満たされていますか?
レールとチューブの結果寸法はいくつになっていますか?