SOLIDWORKSアドイン構造最適設計ソフトウェア
HiramekiWorks
事例6 効率の良い補強リブの設計支援
■概要
射出成形による樹脂部品や鋳造部品の設計において、補強リブを追加して製品の剛性を高めることがよく行われます。
しかし、どのようにリブを配置するのが効果的かわからない、という悩みをお持ちの設計者の方も少なくありません。
本事例では、構造最適設計ソフトウェアHiramekiWorksの形状最適化機能を使って、できるだけ軽量で効果的なリブのレイアウトを検討した例を紹介します。
■解析モデル
下図のように、荷重が作用しているアーチ状の板の上面に配置する補強リブのレイアウトを検討します。
リブ配置前の解析結果（変形図）
最適化を使わず適当にリブを配置したモデルの解析結果（リブ有モデル1）
リブ配置前に比べて、最大変位 約13%減少
■形状最適化によるリブ構造の導出
HiramekiWorksの形状最適化機能により、どこを補強すれば効率的に剛性向上できるか解析します。
【最適化過程のアニメーション】
結果形状
形状最適化（剛性最大化）の結果として、下図のような形状が得られました。
効率的に剛性を上げるにはどのような形状にすれば良いか確認出来ます。
形状最適化の結果を参考にリブを配置（リブ有モデル2）
リブ配置前に比べて、最大変位 約55%減少
結果の比較
| Aと比較した 最大変位 |
Bを基準とした リブ体積 |
|
|---|---|---|
A：リブ配置前モデル |
- | 0 |
B：リブ有モデル1  |
13%減少 | 1.0 |
C：リブ有モデル2  |
55%減少 ★Bの半分以下★ |
0.494 ★Bの半分以下★ |
形状最適化結果を参考にして設計したリブ配置では、適当に配置したリブに比べ、軽量かつ、より高い剛性を得ることが出来ました。
もっと複雑な形状や荷重条件になると、試行錯誤でリブ配置を検討するのは、とても手間のかかる作業となります。 そのような場合でも、HiramekiWorks の形状最適化機能を用いることにより、本事例のように簡単に効果的なリブ配置のアイデアを得ることが出来ます。
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