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事例5 ドローン骨格の構造検討 - レベルセット法によるトポロジー最適化 -
■概要
レベルセット法によるトポロジー最適化は、グレースケールの無い明瞭な最適構造を得ることができます。
また、与えられた体積制約を精度よく満足する結果が得られますので、最適化結果の解釈に悩むことなく、忙しい設計者の方でも、より簡便に構造最適化を製品設計に生かすことができます。
ここでは、配送用ドローンの構造検討においてレベルセット法によるトポロジー最適化を適用した例をご紹介します。
■解析モデル
拘束条件・荷重条件
最適化条件
- 目的 ：剛性最大化
- 制約 ：体積5%
設計領域の5％の体積で剛性の高い形状を求めます。
■結果
最適化結果として、グレースケールの無い明瞭な構造が得られました。
「かたまり度合い」の調整
製造上、もう少し単純な構造を得たい場合は、「かたまり度合い」を調整することができます。 「かたまり度合い」を大きくすると全体的に構造が単純になる 傾向があります。
同条件で「かたまり度合い」をより大きくすると、下図のような形状となりました。
中央の部分が上図よりも単純な構造になっていることがわかります。
このように、レベルセット法によるトポロジー最適化を用いることで、容易に明瞭な基本骨格案を得ることができます。
また「かたまり度合い」を変更することにより、ほぼ同等の剛性で最適構造の詳細度の異なる結果が得られました。 いずれの最適化結果を採用するかは、製造条件などを加味しながら、設計者が選ぶことができます。
≪関連情報≫
そもそも"レベルセット法によるトポロジー最適化"って？？？
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