「サイズ違いの製品を展開したいが、トポロジー最適化をするとサイズごとに微妙に違う形状になってしまい、デザインが統一できない……」
そんなCAEエンジニアやデザイナーの悩みを、「マルチモデル最適化」と「スケーリング・クローン制約」が一撃で解決します。今回は、15インチと18インチという異なるサイズのホイールを同時に計算し、「完全に同一のデザインコード」を持つ形状を自動生成する高度なテクニックをご紹介します。
ホイールを題材にしたトポロジー最適化テクニック（ホイール）事例の際に生まれたボツ案ホイール集から、スケールモデルを製作していただいたのでご紹介します。
今回の事例紹介では、過去に紹介したクローニング制約条件を使用してロボットアームをトポロジー最適化してみます。基本的には全て過去の紹介事例と同様の流れとなり、より製品形状に近いものになっています。
今回は２つのアルゴリズムを使用しました。
True Mechanics, ProjectedSubGradient
Ture mechanics, Optimality
なお、SIMP法はExplicit解析には適していないため今回は紹介しません。低い密度になった要素が爆発して解析エラーになるためです。
今回は以下３つのアルゴリズムで計算したものを比較します。
True Mechanics：エネルギー密度を考慮する（≒衝突や非線形モデル向け）
SIMP（LS-TaSC）：材料密度（剛性）を考慮する（≒線形静的モデル向け）
SIMP（Genesis）：前回の事例モデル
今回の事例紹介では、2013年に実施された9th European LS-Dyna Conference 2013でGRM consulting LtdとJaguar Land Rover Ltd様の共同で発表した資料「Multi-disciplinary Topology Optmization for Vehicle Bonnet Design」（David Slaway, Dr. Tayb Zeguer著）の要約版をご紹介します。
今回のトポロジー最適化受託設計事例では、非線形接触を使用したトポロジー最適化の事例を紹介します。
単純な３点曲げ梁計算のモデルをまずは用意しました。条件は以下のようになっています。
ボツになったトポロジー最適化したホイール集。
下記データをご利用希望の方はお気軽にご連絡ください。
今回のトポロジー最適化受託解析事例では、ホイールのトポロジー最適化でも使用した、クローニング制約について紹介します。
クローニング制約とは、最適化対象とする部品と同形状（同パターン）で別の部品も最適化される制約条件です。
今回のトポロジー最適化受託設計事例では、ホイールを題材に、トポロジー最適化のテクニックについてご紹介します。受託設計では、ホイールに求められる強度や剛性により形状を決めていますが、今回はあくまで最適化テクニック集のため、強度や剛性の絶対値には触れません。