OS-SL-T：1060 ブラケットのフリー形状最適化解析

1. SolutionsリボンのPhysicsグループから、Structrualツールをクリックします。
   Create Solutionダイアログが開きます。
2. Create Solutionダイアログで、以下を入力し、OKをクリックします。
   1. NameにBracketAnalysisと入力します。
   2. Solver typeにOptiStructを選択します。
   3. Solution typeにLinear Staticを選択します。
   4. Select bodiesに、モデルのすべてのボディを選択します。

   
   
   図 1. 解析の作成

このステップでは、各ボディにSteel材料を持つプロパティを割り当てます。

1. AnalysisリボンのPropertyグループから、Propertyツールをクリックします。
   Analysis Propertyダイアログが開きます。
2. モデリングウィンドウから、Sleeveボディを選択します。

   
   
   図 2. Sleeveボディの選択

3. Analysis Propertyダイアログで、以下を入力し、適用をクリックします。
   1. NameにSleeveと入力します。
   2. EntityにSolidを選択します。
   3. Typeに、Solidを選択します。
   4. BehaviorにIsotropicを選択します。
   5. MaterialにSteelを選択します。

   
   
   図 3. Sleeveボディに定義されるプロパティ

4. モデリングウィンドウで、Bracketボディを選択します。

   
   
   図 4. Bracketボディの選択

5. Analysis Propertyダイアログで、以下を入力し、OKをクリックします。
   1. NameにBracketと入力します。
   2. EntityにSolidを選択します。
   3. Typeに、Solidを選択します。
   4. BehaviorにIsotropicを選択します。
   5. MaterialにSteelを選択します。

   
   
   図 5. Bracketボディに定義されるプロパティ

1. AnalysisリボンのLoads and Constraintsグループから、Loadsツールをクリックします。
2. 2次ツールセットからPressureツールをクリックします。
   Pressureダイアログが開きます。
3. Pressureダイアログで、NameにPressureと入力します。
4. Pressureに40と入力します。
5. モデリングウィンドウから、Sleeveフェイスを選択します。

   
   
   図 6. Sleeveフェイスの選択

6. Pressureダイアログで、をクリックします。

   
   
   図 7. 圧力荷重の入力

このステップでは、ブラケットボディのボルト穴上に固定された拘束を作成します。

1. AnalysisリボンのLoads and Constraintsグループから、Contraintsツールをクリックします。
2. 2次ツールセットからFixedツールをクリックします。
   Fixed Constraintダイアログが開きます。
3. Fixed Constraintダイアログで、NameにConstraintsと入力します。
4. Displacementの下のX、Y、およびZチェックボックスを有効にします。

   
   
   図 8. 固定された拘束の作成

5. モデリングウィンドウで、ブラケットボディのボルト穴フェイスを選択します。

   
   
   図 9. ボルト穴の選択

6. Fixed Constraintダイアログで、OKをクリックします。

ブラケットは対称的であるため、モデルの端面に、対称性を表すように、固定された拘束が定義されます。

1. AnalysisリボンのLoads and Constraintsグループから、Contraintsツールをクリックします。
2. 2次ツールセットからFixedツールをクリックします。
   Fixed Constraintダイアログが開きます。
3. Fixed Constraintダイアログで、NameにSymmetry_Constraintsと入力します。
4. Displacementの下のXチェックボックスを有効にします。

   
   
   図 10. 固定された拘束の作成

5. モデリングウィンドウで、モデルの側面フェイス群を選択します。

   
   
   図 11. 側面フェイスの選択

6. Fixed Constraintダイアログで、OKをクリックします。

1. AnalysisリボンのLoads and Constraintsグループから、Define Auto Contactサテライトツールをクリックします。
   Define Auto Contactダイアログが開きます。
2. Define Auto Contactダイアログで、Nameにbracket_Sleeveと入力します。
3. モデリングウィンドウで、Main bodyにBracketボディを選択します。

   
   
   図 12. 接触の作成のためのメインフェイス入力

4. モデリングウィンドウで、Secondary bodyにSleeveボディを選択します。

   
   
   図 13. 接触の作成のためのセカンダリフェイス入力

5. Define Contactダイアログで、以下のようにパラメータを定義し、OKをクリックします。
   1. TrimにSecondary and Mainを選択します。
   2. Toleranceに0.1と入力します。
   3. Face typeにCylindricalを選択します。
   4. Contact TypeにTIEを選択します。

   
   
   図 14. スリーブとブラケットボディ間のTIE接触の定義

1. SolutionsリボンのAdvancedグループから、Optimizationツールをクリックします。
   Define Optimizationダイアログが開きます。
2. Define Optimizationダイアログで、NameにOptimize_Bracketと入力します。
3. MethodにFree shapeを選択し、OKをクリックします。

   
   
   図 16. フリー形状の最適化ソリューションの定義

1. AnalysisリボンのOptimizationグループから、Design Spaceツールをクリックします。
   FreeShape Design Spaceダイアログが開きます。
2. FreeShape Design Spaceダイアログで、NameにDesign_Spaceと入力します。
3. Bodies/Faces/Nodesに、モデリングウィンドウ内のRibのフェイスを選択し、適用をクリックします。

   
   
   図 17. 最適化のための設計空間の定義

1. FreeShape Design Spaceダイアログで、Constraintsタブをクリックします。
2. NameにDesign_Space_Constraintsと入力します。
3. Pattern ConstraintのBilateral Symmetryチェックボックスを有効にします。
4. Pattern Constraintで軸を定義します。
   1. Define Directionをクリックします。
      Define Axisダイアログが開きます。
   2. Define Axisダイアログで、2 Nodesチェックボックスが有効であることを確認します。

      
      
      図 18. 設計空間のパターン制約条件の定義

   3. モデリングウィンドウで、リブフェイスの2つの節点を選択します。

      
      
      図 19. パターン制約条件の方向の定義

   4. OK.をクリックします。
5. FreeShape Design Spaceダイアログで、Grid Constraintの下のをクリックします。
6. フェイスについては、モデリングウィンドウでリブフェイスを選択します。

   
   
   図 20. リブフェイスの選択

7. Define Vectorをクリックします。
   Define Vectorダイアログが開きます。
8. Define Vectorダイアログで、DirectionにElement normalを選択します。
9. モデリングウィンドウで、リブフェイスの任意の要素を選択し、OKをクリックします。
10. ブラケットのサポートフェイスに対するグリッドの制約条件を作成します。
    1. FreeShape Design Spaceダイアログで、Grid Constraintの下のをクリックします。
    2. フェイスについては、モデリングウィンドウでサポートフェイスを選択します。

       
       
       図 21. サポートフェイスの選択

    3. Typeに、Fixedを選択します。

       
       
       図 22. ブラケットボディのサポートフェイスに対するグリッド制約条件の定義

    4. OKをクリックします。

このステップでは、変位と応力応答を定義します。

1. モデリングウィンドウSolutionsタブでOptimizationソリューションを右クリックし、コンテキストメニューからSet Currentを選択します。
2. AnalysisリボンのOptimizationグループから、Responseツールをクリックします。
   Responseダイアログが開きます。
3. 変位応答を定義します。
   1. Responseダイアログで、NameにDisp_Respと入力します。
   2. ClassificationにAllを選択します。
   3. Response typeにStatic displacementを選択します。

      
      
      図 23. 変位応答の定義

   4. モデリングウィンドウで、Bracketボディのコーナー節点を選択します。

      
      
      図 24. コーナー節点の選択

   5. Responseダイアログで、適用をクリックします。
4. 応力応答を定義します。
   1. Responseダイアログで、NameにStress_Respと入力します。
   2. Response typeにStatic stress homogeneous materialを選択します。
   3. モデリングウィンドウで、Bracketボディを選択します。

      
      
      図 25. Bracketボディの選択

   4. Response ComponentにVon Misesを選択します。

      
      
      図 26. 応力応答の定義

   5. <uicontrol>Apply</uicontrol>をクリックします。
5. 応力応答の制約条件を設定します。
   1. Responseダイアログで、Constraintタブをクリックします。
   2. NameにStress_Resp_Constraintと入力します。
   3. ResponseにStress_Respを選択します。
   4. Upper boundチェックボックスを有効にして、200と入力します。
   5. OKをクリックします。

   
   
   図 27. 応力応答の制約条件の定義

1. AnalysisリボンのOptimizationグループから、Objectiveツールをクリックします。
   Optimization Objectiveダイアログが開きます。
2. Optimization Objectiveダイアログで、typeにMaximizeを選択します。
3. ResponseにDisp_Respを選択し、OKをクリックします。

   
   
   図 28. 目的の定義