SOLIDWORKSアドイン構造最適設計ソフトウェア
HiramekiWorks

事例4 周囲部品との干渉を考慮したリンク部品の形状最適化

■概要

形状最適化では製造制限として「設計可能領域」を設定できます。 この機能を使うことで、設計可能領域として指定された領域からはみ出さないように形状変化を制限することができます。 また、すでに初期形状が領域をはみ出している場合でも、領域内に収まるように形状を変化させることができます。

ここでは、リンク部品に対して「設計可能領域」を設定した形状最適化をおこない、 設計可能領域内に収まる範囲内で、かつ最大変位を制約値以下に抑えながら体積を最小化します。

■解析モデル

初期モデル

拘束条件・荷重条件

拘束条件・荷重条件 詳細

■形状最適化の設定

今回は、設計可能領域(解析モデル参照)に収まり、かつ厚み方向に型抜きできる形状で、 2つの解析ケースでともに変位を0.2mm以下に抑えながら体積最小化をおこないます。

最適化条件

  • 目的  :体積最小化
  • 制約  :最大変位
  • 製造制限:型抜き方向,設計可能領域,形状拘束

■結果

初期形状ではみ出ていた部分も含め、指定した領域内で最適な形状を得られました。

最適化結果形状

設計可能領域設定の有無の比較

設計可能領域を設定しない場合、領域からはみ出る結果形状となりました。

最適化結果形状:設計可能領域設定の有無の比較

形状最適化はトポロジー最適化と異なり、初期形状から自由にはみ出す形状になりうるため、 結果的に他部品と干渉するなどの不都合を生じる場合があります。
このように周囲との干渉が想定される場合は、設計可能領域を指定することで、干渉を避けた上での最適な形状を得ることが出来ます。


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