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【構造】よもやま話(連載)NO.10

Mechanica・最適設計・サイジング・形状最適化

Mechanicaの最大の特徴は、アダプティブFEMの採用により、解析の初心者でも精度を得るためのメッシュ割りのノウハウが不要という点に加えて、最適設計の機能を備えていたことでした。


FEMはシミュレーションの道具です。例えばパイプの解析の場合、ある荷重に対して静的応力解析をおこないます。応力が許容応力を超えていると板厚を少し厚くするデータ変更をおこない、再度計算します。許容値以内になるまでこれを繰り返します。
最適設計では、あらかじめ指定した応力(や変位)を超えない板厚(形状に関するパラメータ)が、重量最小になるように、自動的に求まります。最適設計という場合、求まる形状パラメータの種類により、「サイジング」と「形状最適化」の2つがあります。
サイジングでは、板要素では板厚が、梁要素では断面積が形状パラメータとなります。形状最適化では、節点座標が形状パラメータです。節点座標が形状パラメータになるため、モデラーで最適化形状の視認が容易です。
例えば、長方形板の中央に穴があいている場合、最適化の結果穴の位置が中央から移動した形状などが得られます。実際にこれが設計の場面で有効かどうかは別として、非常に魅力的です。


[From MSC技術室 K.M]

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