トポロジー スタディ

トポロジー スタディを使用して、指定した最適化ゴールとジオメトリの制約に適合する構成部品のデザインを繰り返し探索します。

SOLIDWORKS Simulation Professional と SOLIDWORKS Simulation Premium で利用できます。

トポロジー スタディは、部品のノンパラメトリックなトポロジー最適化を実行します。 トポロジー最適化は、最大設計スペース(構成部品の最大許容サイズを表す)から開始し、適用される荷重、拘束、製造制約のすべてを考慮して、材料を再配分して最大許容ジオメトリの領域内で新しい材料レイアウトを探索します。 最適化された構成部品は、必要とされるすべての機械的および製造上の要求を満たします。

たとえば、以下の図で青で示している車のフードの開口部メカニズムの部品を、強度と重量に関して最適化できます(イメージ提供は Ring Brothers LLC)。

トポロジー スタディを使用すると、設計ゴールを設定して、最適な強度対重量比を探し出したり、質量を最小化したり、構成部品の最大変位を低減したりできます。
最初に最適な強度対重量比(Best Stiffness to Weight ratio)でゴールを設定してから、構成部品の初期最適化形状を得てください。

最適化ゴールに加え、設計制約を定義して、最大たわみ、除去する質量の割合など、必要とされる機械的プロパティを確認し、さらに製造プロセスも実現します。 トポロジー スタディを成功させるため、反復的な最適化プロセスによって到達する設計提案が、入力したすべての構造要件および製造要件を満たします。

スタディ PropertyManagerで、トポロジー スタディ(Topology Study)を選択します。

トポロジー スタディを設定するには、次のことを定義します。

最大サイズ モデル

ボディをひとつ選択してトポロジーの最適化を実行します。 ボディの初期ジオメトリは、最大サイズ モデルとして参照されます。

1 つのゴール

最適化のゴールは、最適化アルゴリズムの数学的定式化を推進します。 トポロジー スタディ ツリーで、ゴールと制約(Goals and Constraints)を右クリックします。 ゴールと制約(Goals and Constraints) PropertyManager で、以下の最適化目標の 1 つを選択します。 最適な強度対重量比(Best Stiffness to Weight Ratio)質量を最小化(Minimize Mass)、または最大変位を最小化(Minimize Maximum Displacement)

最適な強度対重量比(Best Stiffness to Weight Ratio)を選択すると、アルゴリズムは全体の柔軟性(剛性の逆数)の測定であるモデルのグローバル コンプライアンスを最小化するように探索します。 コンプライアンスは、すべての要素のひずみエネルギーの合計によって定義されます。

制約

制約は、設計スペース ソリューションを制限します。 次に対する制限が適用されます。 削除する質量の割合、モデルで観察される応力(FOS)、変位、または固有振動数に対するパフォーマンス目標。 ゴールと制約(Goals and Constraints)PropertyManager で最適化拘束を定義します。 ユーザー インタフェースは、選択したゴールに基づいて適用可能な制約のタイプを絞り込みます。

保持領域(Preserved Regions)

これらは、最適化プロセスから除外され、最終的な形で保持されるモデルの領域です。 荷重と拘束を適用するジオメトリック エンティティは、デフォルトで保持されます。 最適化から除外する領域を選択するには、 トポロジー(Topology) > オプション(Options) > 保持(フリーズ)された領域設定(Preserved(Frozen)Region settings) の順に移動します。追加の保持する面を選択するには、製造制御(Manufacturing Control)を右クリックし、保持領域を追加(Add Preserved Region)を選択します。

製造制御(Manufacturing Control)

製造プロセスによって適用される幾何制約は、最適化された部品が製造可能であることを保証します。 製造制御(Manufacturing Controls)を右クリックし、モールド解除方向(De-mold Direction)厚み制御(Thickness Control)、または対称制御(Symmetry Control)など、必要な制御を定義します。 モールド解除方向(De-mold Direction) PropertyManager では、スタンピング制約を適用して部品の厚み方向の穴を作成することもできます。 対称制御(Symmetry Control)を使用して、構成部品の最適化された形状に 1/2、1/4、または 1/8 の対称性を適用します。

最適化ゴール、製造制御、メッシュ、荷重、および境界条件の設定に基づき、最適化プロセスでは、初期最大設計スペースの派生物である受け入れ可能な設計を作り出します。