くいんと製品を活用した振動特性のモデルコリレーション

事例1 ハニカムコア材を含むプレートのモデルコリレーション

作業の流れ  ハニカムパネルの実験モード解析 簡易モデルの材料パラメータ算出 材料パラメータの同定

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3B.OPTISHAPE-TSを活用したモデル形状変更による同定

形状最適化による形状変更のイメージ ここでは、OPTISHAPE-TS の形状最適化機能を用いてモデルの形状を変更します。
実験とシミュレーションの誤差の要因は様々ですが、モデルの形状そのものを簡素化しているため、形状を変更することで誤差を縮められることが大いに考えられます。

今回の形状最適化の条件は、外形形状を保持しつつ、着目した11個のモードの固有振動数がそれぞれ実験値と一致するように、内部メッシュの形状を変更します。
なお、11個の着目モードは、実験と VOXELCON で求めた状態を比較したMAC(Modal Assurance Criterion)に従って決定しました。


最適化結果

初期形状→最適化結果形状

最適化結果での各モード形状

最適化結果:1次モード形状 最適化結果:2次モード形状 最適化結果:3次モード形状
最適化結果:4次モード形状 最適化結果:5次モード形状 最適化結果:6次モード形状
最適化結果:7次モード形状 最適化結果:8次モード形状 最適化結果:9次モード形状
最適化結果:10次モード形状 最適化結果:11次モード形状 最適化結果:12次モード形状


実験との比較

実験 FEM
モード モード FEM/実験
1 1 100.01%
2 2 100.01%
3 3 100.29%
4 4 100.00%
5 5 100.01%
6 6 100.00%
7 7 100.01%
8    
9 8 100.00%
10 9 100.00%
11 10 99.99%
  11  
12 12  
13 13  
14 14  
15 15  
16 16  

OPTISHAPE-TS で最適化された形状との固有振動数の比較は左の表のとおりです。
表での実験とFEMのモード次数の相違は、固有振動数およびMACから、最も近いと判断できるもので比較しています。

 ※ MAC(Modal Assurance Criterion)
 

ここでは実験結果に合致するように形状を決定しました。
AMDESSを活用した[3A] では変更できるものが材料パラメーターのみである事に対し、ここでは OPTISHAPE-TS の形状最適化で形状そのものを変更することから、より厳密に誤差を小さくすることができました。


実験とFEMで一致するモード


まとめ

くいんとの製品 [VOXELCONAMDESSOPTISHAPE-TS] を用いて、実験の振動特性に合う解析モデルを得ることが出来ました。 モデルコリレーションにおいて各製品それぞれの特長を駆使し、高い効果を発揮する結果となりました。


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くいんとりぽじとり
Column 141.

構造最適設計ソフトウェア OPTISHAPE-TS
CADモデル生成ソフトウェア S-Generator構造最適設計ソフトウェア OPTISHAPE-TS
イメージベース構造解析ソフトウェア VOXELCON
汎用パラメーター最適化ソフトウェア AMDESS
SOLIDWORKSアドイン構造最適設計ソフトウェア HiramekiWorks
教育用トポロジー最適化ソフトウェア OPTISHAPE-ES