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一般的なLagrange乗数法の考え方を簡単な問題を通して解説！技術コラムのご紹介
前回の記事から、コンプライアンスの感度を導出してみようという話が 始まりました。 今回は感度の導出という意味では一旦休憩を挟んで、Lagrange乗数法 そのものの解説をしたいと思います。 是非ダウンロードしてご覧ください。 【掲載内容】 ■第24話 Lagrange乗数法 ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
変分法に基づいたアプローチを行う！断面積を表す関数に対する感度を導出
前回は設計変数を断面積を表す関数として、1次元片持ち梁における コンプライアンスの感度を求めようというところで、Lagrange関数を 定義するところまで話を進めました。 今回はその停留条件と断面積に対する微分を求めるために、変分法に基づいた アプローチを行うところを見ていきましょう。 是非ダウンロードしてご覧ください。 【掲載内容】 ■第27話 コンプライアンスの感度 その5「断面積を表す関数に対する感度の導出」 ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
どんな形状も簡単モデリング！イメージベースでCT画像3D編集・解析・計測・材料特性算出
『VOXELCON』は、現物から得られるCT画像やCADからのSTLデータをダイレクトに モデル化し解析・計測に利用する、強力なイメージベース構造解析ソフトウェアです。 構造解析や計測機能として、多彩なリバースエンジニアリング機能を搭載。 鋳造品から複合材料、設計段階から品質管理まで、さまざまな場面で有効です。 また、ボクセル分割は超高速で1億ボクセルのメッシュも数十秒以内で作成でき、 非常にロバストなため、ほとんど失敗することはありません。 【特長】 ■現物データがそのまま使える ■さまざまなリバースエンジニアリング機能 ■超高速・ロバストなボクセル分割 ■大規模ソルバー搭載 ■先端的なマルチスケール解析 ※詳しくは関連リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
『VOXELCON』はCTやCADからのSTLデータをダイレクトに モデル化し解析・計測に利用する、構造解析ソフトウェアです。
設計データとして作成された詳細なCADモデルから、メッシュ分割して解析モデルを作成する際に、 以下のような問題点が挙げられます。 ・要素数が膨大になる．⇒ 計算コストがかかる ・メッシュ分割が困難で経験者のコツやテクニックが必要 また解析結果がメッシュ分割に依存する ・場合によっては、自動要素分割できない かといって、形状を簡略化したもので解析しようとしても･･･ ・簡略化の手間がかかる ・簡略化による解析精度への影響評価が面倒である これらの問題点は、VOXELCON のボクセルメッシュ生成技術 によって解決できます。 複雑な形状でさえも簡単に解析モデルにすることができますので、解析にかかる人的工数を削減できます。 ※詳しくは関連リンクをご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
製造要件として「反力」を考慮！固定点反力の大きい箇所の反力値を低減！
ボルト固定した部分の反力が等しくなるようにノンパラメトリック形状 最適化を行い、 かつ固定点反力の大きい箇所の反力値を低減する事例を ご紹介します。 解析モデルは、ボルト固定4箇所を完全固定し、Z軸方向に1、000Nの荷重を設定。 初期形状の評価では左下部分の反力の値が最も大きく、415.1Nとなりました。 【事例概要】 ■最適化条件 ・目的関数：体積最小化 ・制約条件：各固定箇所Z軸方向の反力250N、コンプライアンス初期形状の3.0倍 ・形状変動制限（製造要件に関わる制約）：最小肉厚、片側のZ成分の平面を保持 この先の詳細はPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
環境、解析条件で変化するパラメーターを同定します。 熱伝達係数だけでなく、弾塑性解析における応力-ひずみ曲線なども同定可能！
熱伝達係数は周囲の環境に依存し、さらに物質によって一意でないため、 値を決定することが困難です。 もし、計測結果を再現する熱伝達係数が同定できれば、同様の環境下の 別のモデルでも良好なシミュレーション結果を得られることが期待されます。 本事例では、汎用パラメーター最適化ソフトウェア「AMDESS」と「Nastran」を 連携させ、熱伝達係数を同定。 結果として、評価点の温度は目標の値と誤差0.3％以内で一致し、各表面の 熱伝達係数を得ることができました。 【最適化条件】 ■設計変数 ・各面（h1～h6）の熱伝達係数 ・範囲：10.0～70.0[W/m2k] ■目的関数：各評価点において、目標温度からの誤差の2乗を最小化 ＝算出される計算温度を指定した目標温度に近づける ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
「OPTISHAPE-TS」を使用！モデルの部位によって異なる応力制約を与えた最適化事例をご紹介
強度設計を行う上で応力は重要な指針となります。そして応力による 強度判定を行う場合には、最大値のみでなく部位によって評価する 判定応力値を変える必要があります。 そのような場合には、領域ごとに制約応力値を指定する事で 複数の評価点、全ての個所で応力を制約した最適形状を得る事が可能です。 今回は、モデルの部位によって異なる応力制約を与えた最適化事例を ご紹介します。 【掲載内容】 ■概要 ■解析モデル ■最適化条件 ■結果 ■考察 ※事例の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくは、お気軽にお問い合わせ下さい。
有限要素法（FEM）と比較！3パターンのボクセルサイズによるモデルで検証しました
ボクセルによる有限要素解析は、操作が簡単でなおかつ高速で人的コストが かからないことがメリットである一方、 応力の波打ち現象が発生してしまう ことがデメリットとして挙げられます。 このデメリットを解消するために、有限被覆法（FCM）を適用して 解析精度を改善します。 ここでは、この有限被覆法（FCM）を用いることでどのように解析精度が 改善するのか、 メッシュサイズを変更しながら、有限要素法（FEM）と 比較して検証します。 【掲載内容】 ■概要 ■解析モデル ■解析結果 ※事例の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくは、お気軽にお問い合わせ下さい。
ボクセル解析の問題点と、その解決方法として、FCMを適用した事例をご紹介します！
静応力解析の変位解、あるいは定常熱伝導解析の温度解は、形状さえ 表現できていれば誤差が生まれることはほとんどありませんが、 誤差が大きくなる問題もあります。 元の形状とボクセルのピッチが合わない場合、形状に差異が生じます。 そのため、精度を良く解析するためにはメッシュを細分化しなければならず、 モデル規模が大きくなってしまいます。 ここではその解決方法として、FCMを適用した事例をご紹介します。 【掲載内容】 ■概要 ・ボクセル解析の問題点 ■解析モデル ・境界条件 ■解析結果 ・静応力解析／定常熱伝導解析 ※事例の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくは、お気軽にお問い合わせ下さい。
3D TIMONと連携し、小さな成形機でも射出できるゲート位置を探索し生産コストを下げます。
樹脂流動解析における成形条件をパラメトリックに最適化することは 比較的容易に実現できますが、キャビティの形状やランナーの配置を自動で 変更しながら最適化することは困難です。 これらの最適化を手軽に実施するために東レエンジニアリング株式会社様と 共同で『AMDESS for 3D TIMON』を開発しました。 ここでは、ゲート位置変更時にランナーも自動で再モデル化しながら、 型締め力を最小にするゲート位置の最適化の事例を紹介します。 【掲載内容】 ■概要 ■解析モデル ■最適化条件 ■結果 ■考察 ※事例の詳細内容は、関連リンクより閲覧いただけます。 詳しくは、お気軽にお問い合わせ下さい。
さらに別の視点からノンパラメトリック最適化の難しさについて解説します！
前回までで、ノンパラメトリック最適化では求めるべき設計変数の数が多い、 つまり探索すべき空間の次元が大きいために、感度を使った最適化アルゴリズムが 使われることを説明しました。 この記事では、さらに別の視点からノンパラメトリック最適化の難しさについて 解説します。 是非ダウンロードしてご覧ください。 【掲載内容】 ■第4話 ノンパラメトリック最適化の難しさその3「チェッカーボード現象」 ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
試行回数の最適化アルゴリズムを使っていることの簡単な解析例も掲載！
前回までに、ノンパラメトリック最適化とは数学的には関数を対象とした最適化で、 実際には有限要素モデルの規模（節点数、要素数）と同程度の数の設計変数を 求める問題になることを説明しました。 この記事では、そのような問題を解くための最適化アルゴリズムについて解説します。 是非ダウンロードしてご覧ください。 【掲載内容】 ■第3話ノンパラメトリック最適化の難しさ その2「時間計算量」 ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
H勾配法が具体的にどのような方法なのか解説！技術コラムのご紹介
前回までの4回の記事で、ノンパラメトリック最適化の難しさと その解決法としてのH1勾配法の位置付けについて解説しました。 ここからは、H1勾配法が具体的にどのような方法なのか解説していきます。 是非ダウンロードしてご覧ください。 【掲載内容】 ■第6話 H1勾配法の登場とその背景 その1「形状最適化」 ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
H1という関数空間について、いくつかの視点で解説！技術コラムのご紹介
前々回と前回の記事で、形状最適化とトポロジー最適化におけるH1勾配法が どのようなものか、歴史的な背景も交えて説明しました。 この記事ではH1勾配法の「H1」とは何なのか、解説していきます。 是非ダウンロードしてご覧ください。 【掲載内容】 ■第8話 H1勾配法とは その1「そもそもH1とは?」 ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
KS関数と呼ばれるものを用いた最大値の評価方法について！技術コラムのご紹介
OPTISHAPE-TSでは「最大Mises 応力」や「最大変位」など、そのモデル上で 分布する関数の最大値を評価することができます。 しかし文字通り最大値をそのまま評価関数とすると微分を評価することが できなくなるため、感度を求められなくなってしまいます。 今回は、OPTISHAPE-TSで採用しているKS関数と呼ばれるものを用いた 最大値の評価方法についてご紹介します。 是非ダウンロードしてご覧ください。 【掲載内容】 ■第18話 関数の最大値を評価する KS関数 ※詳しくはPDF資料をご覧いただくか、お気軽にお問い合わせ下さい。
