OS-E：2015 曲げを受けるプレートの形状および寸法最適化

この例では、ソリッド要素で構成されたプレートの板厚と形状の両方を変化させるために、形状変数が使用されます。トポグラフィー最適化では、プレートの個々の領域の板厚または高さ、あるいはその両方を変化させることができ、形状または寸法最適化を単独に用いた場合よりも広範なソリューションが得られます。

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：

sizeandshape.fem

モデル概要

ソリッド要素の2つの層を使って、薄肉プレートが構築されています。プレートの中央部分（灰色の領域）に均等な圧力がかけられ、プレートは単にコーナーにおいてサポートされています。

設計形状変数は、OptiStructの外部で生成されます。サイズの変化は、プレートの板厚をコントロールする1つの設計変数を作成することで定義されます。形状の変化は、拘束される節点に対するプレートの高さをコントロールする1つの設計変数を作成することで定義されます。

OptiStructに投入される有限要素デックには、2つの設計変数が含まれます。各変数は、その変数によって影響を受けるモデル内の各節点について、1つのDESVARカードと1つのDVGRIDを有しています。デックに追加されるDTPGカードは下記のとおり、DESVARカードの番号を参照します：

DESVAR	1	DV001	0.25	0.0	0.25
DESVAR	2	DV002	0.75	0.0	0.75
DTPG	3	DVGRID	1
	3.0	60.0	YES
DTPG	4	DVGRID	2
	3.0	60.0	NO
DVGRID*	1		4		0	1.0
*	0.000000000E+00		9.9999999748E-07		5.0000000000E+00
DVGRID*	1		5		0	1.0
*	0.000000000E+00		9.9999999748E-07		5.0000000000E+00
...

各節点についてドローベクトルはDVGRIDカード上で既に定義されているため、フィールド15および18内のエントリは必要でありません。制約と構造の残り部分の間のスムーズな移行を確実にするバッファゾーンが形状変数に要求されています。長さ方向の対称定義がなされています（プレートの左側と右側が対称）。

結果

パートのコンプライアンスが最小化され、パートの質量は指定の値以下に制約されています。

曲げを受けるプレートの形状および寸法最適化のOptiStructによるソリューション：

OptiStructはプレートの輪郭に厚いリブを作成し、残りの設計フィーチャーのアタッチメントについて、ソリッドな基盤を提供しています。最も度数の高い曲げはパートの中央で生じ、曲げの最も大きいコンポーネントは、長さ方向に延びています。プレートの厚い領域を高くし、プレートの薄い領域を低くすることでOptiStructがW型の補強パターンを作成する際、プレートはこの方向で硬化されます。この形状は、リブのついたパートではなく、構造全体を使っています。