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例題集
OptiStruct例題集は、様々なソリューションシーケンスや最適化タイプについて解かれた例題を集めたもので、現実世界の応用とOptiStructの機能の例をユーザーに提供します。
圧電解析
本セクションでは、OptiStructを使った圧電解析の例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、OptiStructが如何に使用されるかを説明しています。
OS-E：9000 片持ちバーの圧電解析
この例では、線形過渡解析による強制電圧と強制変位を使用した圧電解析について説明します。

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新機能
OptiStruct2025の新機能を確認できます。
概要
OptiStructは実績のある最新の構造ソルバーであり、静的 / 動的 / 振動 / 音響 / 疲労 / 熱伝導 / マルチフィジックスの分野にまたがる線形 / 非線形解析について包括的で正確、かつスケーラブルなソリューションを提供します。
チュートリアル
インタラクティブなチュートリアルでOptiStructの各種機能を理解することができます。
ユーザーズガイド
本マニュアルは、OptiStructで利用できる機能やシミュレーション手法の詳細を提供しています。
リファレンスガイド
本マニュアルは、OptiStructで利用できる入力エントリ、出力エントリ、およびパラメータに関する詳細なリストと使用方法を提供しています。
例題集
OptiStruct例題集は、様々なソリューションシーケンスや最適化タイプについて解かれた例題を集めたもので、現実世界の応用とOptiStructの機能の例をユーザーに提供します。
- 非線形微小変位解析
  本セクションでは、OptiStructを使った非線形微小変位解析の例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、OptiStructが如何に使用されるかを説明しています。
- 非線形大変位解析
  本セクションでは、OptiStructを使った非線形大変位解析の例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、OptiStructが如何に使用されるかを説明しています。
- 非線形過渡解析
  本セクションでは、OptiStructを使った非線形過渡解析の例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、OptiStructが如何に使用されるかを説明しています。
- Frequency Response Analysis
- ノーマルモード解析
  本セクションでは、OptiStructを使ったノーマルモード解析の例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、OptiStructが如何に使用されるかを説明しています。
- 複素固有値解析
  本セクションでは、OptiStructを使った複素固有解析の例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、OptiStructが如何に使用されるかを説明しています。
- 熱および熱伝導解析
  本セクションでは、OptiStructを使った熱および熱伝導解析の例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、OptiStructが如何に使用されるかを説明しています。
- 解析のテクニック
  本セクションでは、OptiStructを使った解析テクニックの例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、OptiStructが如何に使用されるかを説明しています。
- トポロジー最適化
- 寸法（パラメータ）最適化
- フリー形状最適化
- 形状最適化
  本セクションでは、OptiStructの使用による形状最適化の例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、形状最適化にOptiStructが如何に使用されるかを説明しています。
- トポグラフィー最適化
  本セクション内の例題では、トポグラフィー最適化が、型打ちされたプレート構造におけるビード補強とソリッド構造用のリブ補強の両方をどのように生成するかを示しています。
- ESLM最適化
  本セクション内の例題では、マルチボディシステム内の弾性体の最適化に等価静的荷重法（ESLM）がどのように使用されるかを示しています。
- マルチフィジックス
  本セクションでは、OptiStructを使ったマルチフィジックスの例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、OptiStructが如何に使用されるかを説明しています。
- Rotor Dynamics
- 応答スペクトル
  本セクションでは、OptiStructを使った応答スペクトルの例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、OptiStructが如何に使用されるかを説明しています。
- 非線形陽解法解析
  本セクションでは、OptiStructを使って非線形陽解法解析の例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、OptiStructが如何に使用されるかを説明しています。
- 圧電解析
  本セクションでは、OptiStructを使った圧電解析の例を示します。各例題は、問題の詳細、実行プロシージャ、および結果を用いて、OptiStructが如何に使用されるかを説明しています。
  - OS-E：9000 片持ちバーの圧電解析
    この例では、線形過渡解析による強制電圧と強制変位を使用した圧電解析について説明します。
検証問題
本マニュアルでは、NAFEMSの問題を含めた検証モデルの解を紹介しています。
よくある質問
本セクションでは、OptiStructに関してよくある代表的な質問についてお答えしています。

OS-E：9000 片持ちバーの圧電解析

この例では、線形過渡解析による強制電圧と強制変位を使用した圧電解析について説明します。

モデルファイル

開始前に、この例で使用するファイルを作業ディレクトリにコピーしてください。

piezoelectric_analysis_bar.fem

モデル概要

ソリッド要素でメッシュされた片持ち圧電バー最初の荷重ケースで、このバーの自由端には正弦波電位が与えられます。電位が与えられると、材料に構造変形が生じます。2番目の荷重ケースでは、前の荷重ケースによる出力変位がエクスポートされ、入力強制変位として追加されます。これにより、同じ電圧応答が生じ、逆圧電効果が実証されます。

境界条件

モデルで定義されている境界条件は以下のとおりです：

荷重ケース1では、正弦波電圧は1000kVの振幅でスケーリングされ、MPCの従属節点に与えられます。
荷重ケース2では、（荷重ケース1からエクスポートされた）強制変位が同じMPC節点に適用され、出力電圧が調べられます。

図 1. モデルで使用される境界条件

材料特性

モデルで定義されている材料特性定義は以下のとおりです：

異方性誘電体マトリックス（MAT2PT）
$[P M T V] = [\begin{matrix} 1.505 & 0 & 0 \\ 0 & 1.301 & 0 \\ 0 & 0 & 1.505 \end{matrix}] 10^{- 8} f a r a d / m$
圧電連成マトリックス（MATPZO） - ひずみ電荷形式
$[P I E Z O] = [\begin{matrix} 0 & 0 & 0 & 741 & 0 & 0 \\ - 274 & 593 & - 274 & 0 & 0 & 0 \\ 0 & 0 & 0 & 0 & 0 & 741 \end{matrix}] 10^{- 12} m / V o l t$
直交異方性弾性係数（MAT9OR）

E1

60.61 GPa

E2

48.31 GPa

E3

60.61 GPa

V₁₂

0.512

V₁₃

0.289

V₂₃

0.512

G₁₂=G₂₃

23.0 GPa

G₂₃

23.5 GPa

結果

荷重ケース1：正弦波電圧を印加
この印加電圧により、同様に正弦波の構造変形が生じることがわかります。
図 2. 荷重ケース1の結果
荷重ケース2：逆圧電効果（変位を印加）
出力電位（MPCの従属節点でプロット）は、荷重ケース1で与えられた電圧と同じであることがわかり、逆圧電効果が実証されます。
図 3. 荷重ケース2の結果