OS-E：4000 回転する梁

これは、マルチボディダイナミクスシステムの最適化に関する初歩的な例です。回転する梁の問題の目的は、梁の最大応力を最小にすることです。



図 1. 回転する梁

モデルファイル

必要なモデルファイルのダウンロードについては、モデルファイルへのアクセスを参照してください。

この例で使用されているモデルファイルには以下のものが含まれます：

rotating_bar_design.fem

モデル概要

構造は５つのバー要素で構成されています。駆動モーションは速度sin(2t)を有し、構造の左端に適用されています。バー要素の断面はソリッドな円です。設計変数は断面の半径です。構造の質量は10kg未満でなければなりません。

入力ファイルの一部：
DESGLB   = 4
MINMAX   = 14
STRESS   = ALL
SUBCASE    1
 MBSIM  =   1
 MOTION =   1
 SPC    =   10
   :
   :
$
DESVAR  1       RAD1    10.00   0.05   100.0              
DESVAR  2       RAD2    10.00   0.05   100.0              
DESVAR  3       RAD3    10.00   0.05   100.0              
DESVAR  4       RAD4    10.00   0.05   100.0              
DESVAR  5       RAD5    10.00   0.05   100.0              
$
DVPREL1 10      PBARL   1       DIM1            0.0    
+   1   1.0    
DVPREL1 11      PBARL   2       DIM1            0.0    
+   2   1.0    
DVPREL1 12      PBARL   3       DIM1            0.0    
+   3   1.0    
DVPREL1 13      PBARL   4       DIM1            0.0    
+   4   1.0    
DVPREL1 14      PBARL   5       DIM1            0.0    
+   5   1.0    
$
DRESP1  33      STRESS  STRESS  PBARL           SNMAX             1
+   2   3       4       5
DRESP1  100     MASS    MASS
$
DOBJREF 14      33      1       -1.0    1.0
$
DCONSTR 4       100             2.5
 
     :
     :
 
SPC1    10      123456  1
       
     :
     :
 
ENDDATA

入力ファイルは通常の最小/最大問題用のものと同様です。サブケース1の弾性体の最大法線応力を、DOBJREFとMINMAXを使って最小化します。

結果

注意すべき点は：
  • マルチボディダイナミクスシステム内の応力は事変量であるため、マルチボディダイナミクス解析サブケースにおける応力の最小化は、最小/最大問題でなければなりません。
  • 6つの剛体モーションを排除するため、SPC1カードは、弾性体の節点1の6つの自由度のみを修正します。弾性体の6つ以上の自由度を修正すると、固定された追加の自由度が、弾性体の制約条件になります。
  • 応力出力リクエストは、最初のサブケースの上に置かれます。出力リクエストをサブケース内に置くと、その出力リクエストは無視されます。