パラメータ最適化支援ソフトウェア
AMDESS

事例3 プレス加工条件の最適化

■概要

プレス加工は、自動車をはじめ様々な工業製品の製造に用いられている加工方法です。
このプレス加工は大量生産される製品に用いられることが多いため、事前にCAEで加工条件を詳しく検討することが望まれています。

ここでは、AMDESS陽解法動解析ソフト Abaqus/Explicit Student Edition (米国SIMULIA社) を連携させ、加工条件を最適化する例を紹介します。

■解析モデル

ブランク (右図 黄緑色モデル)

節点数 : 505
要素数 : 400
ヤング率 : 2.1×1011[Pa]
ポアソン比 : 0.3


■最適化条件

設計変数

パンチ移動時間 : 0.003~0.008[sec]
(パンチ押し込み量:0.03[m])
ブランク押さえ力 : 200,000~400,000[N]

目的関数

ブランクの最大相当塑性ひずみの最小化

制約関数

ブランク右端の変位:-0.024[m]以上 (右図参照)

近似モデル

CRBF(畳み込みRBF)

■結果

最適化結果

各制約を満たした状態で 最大相当塑性ひずみ9%減 を実現しました。

  初期設計案 改善案
パンチ移動時間 [sec] 0.00550 0.00418
ブランク押さえ力 [N] 300000 276800
最大相当塑性ひずみ 0.2154 0.1950
変位 [m] -0.0239 -0.02400

  • 最適化の履歴


  • 最大相当塑性ひずみの応答曲面
    最大相当塑性ひずみの応答曲面

塑性ひずみの
コンター図


改善後のプレス加工の様子

※ 1度再生をクリックすると右下に表示される、設定アイコンで画質を変更できます。

■考察

この図は、改善案を求める過程で設計空間の探索した場所を示しています。

は応答曲面を作成するための最初のサンプリングポイントです。L9の直交表から作成しました。
AMDESSは、近似曲面から求めた近似最適解だけでなく、それまで調べてきたデータ点の粗密から推奨点を追加し、局所解に陥らないように工夫をしています。

この図は、最適解を求める過程で塑性ひずみと変位の変化を表しています。

近似最適化なので、中には制約条件を満たさない近似最適解もありますが、最終的には制約条件を満足した改善案が得られました。

事例一覧に戻る