トポロジー最適化

トポロジー最適化とは

トポロジー最適化とは、設計で使える空間にどのように材料を配置すれば最適な構造となるのかを明らかにする解析です。設計空間・荷重条件・拘束条件・制約条件を与え、所望の性能指標を最大化する材料の配置を計算します。設計空間モデルで想定される製品の使用環境やスペックに対して最適形状を見つけます。

しかし、トポロジー最適化の結果に基づき実際の製品設計をする際には、かなりの改良が必要です。旭化成ではトポロジー最適化の結果をもとに、射出成形で使用する金型の適切な抜き方向を考慮させ、薄すぎず、厚すぎない最適なリブ形状を算出することが可能です。

トポロジー最適化解析とは(動画)

制約条件・目的から条件を満たす最適形状を計算

トポロジー最適化の簡単な事例をご紹介します。

左の図の緑色の領域が設計空間です。この空間の中で、両端を固定し3か所に荷重を与え「荷重点の変位がa(mm)未満で、最も軽い形状」となるように指示をします。

アルテアエンジニアリング社のHyperWorksを用いて計算した過程を右の図に示します。設計空間の中で部分ごとの密度を変化させ、材料の配置を最適化しています。赤色が必要と判断された部分、青色が不必要と判断された部分です。この事例では、制約条件を工夫することで、59回の繰り返し計算から鉄橋のような形状が算出されました。

解析条件

トポロジー解析例

ブレーキブラケットへの適用事例

鉄鋼モデルから樹脂モデルへ、トポロジー最適化によって最適形状を導いた事例です。

CAEの活用により、短期・低コストで高性能な製品設計を支援しております。

事例詳細は、以下の「資料ダウンロード」よりご覧下さい。

ブレーキブラケットへの適用事例ブレーキブラケットへの適用事例

トポロジー最適化における活用事例をご紹介します。

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