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構造設計最適化

FEMtools 設計最適化の主な機能は次のとおりです。

  • 非線形問題の最適化
  • サイズ最適化(パラメトリック)
  • トポメトリー最適化(シェル厚)
  • トポロジー最適化(荷重設計)
  • メッシュ・モーフィングによる形最適化
  • 平面とソリッドの空間座標最適化
  • トラスの空間座標最適化
  • 材料特性の最適化
  • 設計空間座標の最適化(変形解析、実験計画法、応答表面、...)

特徴

一般的な非線形最適化

FEMtoolsスクリプト言語を使用 すれば、どのような目的関数または制約関数でも、それをプログラミングすることによって、最適化のために使用することができます。最適化パラメータ、目的機能または制約関数の数に関する制限はありません。

最適化問題

FEMtools Optimizationは、 次のような最適化問題が取り扱えるように、パワフルな非線形最適化ソルバ-を核として構築されます。

  • 制約付き最適化 - 任意の数の非線形制約を含む最適化問題
  • 多目的最適化 - 任意の数の目的関数を含む最適化問題
  • 最小二乗距離 - 一組の参照データを用いて、最小二乗距離の最小化に焦点を合わせた最適化問題
  • パレート最適化 - ミニマックス最適化問題

寸法の最適化

Size Optimizationは、バー、板、その他の指定可能な要素の特性を最適化することを可能にします。

  • 広範囲にわたるサイジングパラメータの簡単な選択
  • FEMtools感度モジュール を用いた高速勾配計算
  • FEMtoolsスクリプト言語を使用した完全に柔軟な問題定義
  • 内部または外部の有限要素解析ソルバ-を使用して最適化問題を解くことが可能

形状の最適化

Shape Optimizationモジュールは、既存のコンポ-ネントの 形状を最適化します。

  • 基礎となるCADデータを必要とせずに有限要素モデルを修正すること 。
  • メッシュモーフィング技術 の使用により、大きなメッシュ変形の取り扱いが可能であること。
  • FEMtoolsスクリプト言語 の使用により、問題定義が完全に柔軟であること。
  • 内部 または外部の有限要素解析ソルバ-の使用により、最適化問題が解けること。

メッシュモーフィング

Shape Optimizationモジュールは、有限要素モデルのメッシュを変形させるために、次のような方法を提供します。

  • 格子をベースにしたフリーメッシュ変形 - 一組のレンガ 形状の格子セルを基礎にしたメッシュの変形。メッシュは、格子セルの頂点を動かすことによって変形します。
  • スケルトン(骨組) をベースにしたフリーメッシュ変形 - いくつかの 曲線(線、スプライン、または円)によって結ばれた一組のコントロールポイントを基礎にしたメッシュの変形。メッシュは、コントロールポイントを動かすことによって変形します。
  • 基本形状の使用 - 変形後のメッシュは、基本形状を定義する形状の一次結合です。どのような形状でも、基本形状として使用することができます。

トポロジーの最適化

Topology Optimizationモジュールは、2次元および3次元の設計空間を扱うことができます。 Topology Optimizationモジュールは、次のような設計問題に対する解を提供します。

  • 最小静的コンプライアンス設計 - 定義されたすべての荷重ケ-スを考慮して、静的コンプライアンスを最小にするトポロジーが得られます。
  • 最大基本固有値設計 - 最初の振動モードの共振周波数を最大にするトポロジーが得られます。
  • 最小ダイナミックコンプライアンス設計 - 調和荷重の下でコンプライアンスを最小にするトポロジーが得られます。

トポメトリーの最適化

Topometry Optimizationは、有限要素モデルの要素 一つひとつの寸法の最適化を可能にします。Topometry Optimizationモジュールは、次のような設計問題に対するソリューションを提供します。

  • 最小静的コンプライアンス設計 - 定義されたすべての荷重ケ-スを考慮して、静的コンプライアンスを最小にするトポメトリーが得られます。
  • 最大基本固有値設計 - 最初の振動モードの共振周波数を最大にするトポメトリーが得られます。
  • 最高FRF-レベルの最小化 - 調和荷重の下でコンプライアンスを最小にするトポメトリーが得られます。

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