ノンパラメトリック 構造最適設計システム TOSCA

ノンパラメトリック 構造最適設計システム
TOSCA 7.0

特長

● 汎用解析ソルバと連携し、最適化がスピーディ

TOSCAは内部にソルバを持たず、汎用解析ソルバと連携し最適化を行います。最適化計算時間の殆どが汎用解析ソルバによる解析時間です。設計でご使用の同レベルのFEモデルから最適化形状を得ることが可能です。TOSCAの操作習得のみで、設計実務への即応が可能です。

● 非線形対応のノンパラメトリック最適化により さらなる軽量化を実現

非線形解析(大変形・材料・接触)対応のノンパラメトリック最適化により、固定観念に捉われない設計案を導き出し、強度の限界まで軽量化を行うことが可能です。

● 耐久性解析ソルバとダイレクト接続

静強度と疲労強度を同時に最適化できます。さらに、複数エリアを同時に最適化できるので、業務効率の大幅アップが可能です。

● 騒音低減、音響・振動特性向上に高い効果を発揮

固有振動数解析・周波数応答解析に対応し、騒音低減や音響・振動特性向上の最適化が可能です。モードトラッキング、各モードの周波数域のコントロール、必要な周波数帯の応答和等、便利な機能を備えています。

● 製造条件、部品干渉、複数の荷重・境界条件、幅広い材料に対応し、詳細な設計が可能

製造条件、他部品との干渉回避、複数の荷重・境界条件を同時に考慮可能です。弾塑性材料、ゴム、複合材、異種金属の組合せ等、多彩な最適化が行なえます。

既存のソルバと連携することにより今までのCAEノウハウを活用

外部ソルバと連携する利点

・FEMデータをそのまま最適化計算に利用
・実験とのあわせ込みなどソルバ特性に合わせこんだデータをそのまま活用

【構造解析ソルバ】ABAQUS, ANSYS, MSC.Marc, MSC.Nastran, NX Nastran, NX Nastran Desktop, PERMAS
【耐久性解析ソルバ】FEMFAT, FE-Fatigue, FALANCS, FEMSITE

最適化ループの仕組み

ノンパラメトリック最適化が導き出す既存の概念に捉われない斬新な設計案

設計パラメータ(変数)を設定せず、最適な構造様式を求める手法により、従来の限界を超え、不可能とされてきた軽量化と構造性能最適化を実現します。



非線形解析(接触、非線形材料、大変形)での最適化が可能

エンジンマウント防振ゴム形状最適化(非線形材料解析)

超弾性体など、非線形材料物性による解析に対して最適計算が行えます。

目的: ロールリストリクターの特性の決定の為、荷重が無い場合はやわらかく、高荷重の時には一定の変位量を保つ
解析のポイント:非線形弾性材料、大変形
結果:体積を維持しつつ、応力26%削減に成功

エンジンマウント防振ゴム形状最適化(非線形材料解析)

クリップ引抜き形状最適化(接触解析)

摩擦問題を含む接触問題に対して最適化計算が行えます。

目的: 圧力の減少と引抜き力の確定
解析のポイント:準静的陽解法、 線形弾性材料、摩擦を伴う接触
結果:体積を維持しつつ、応力7%削減に成功


クリップ引抜き形状最適化(接触解析)

多彩な設計応答値と対応範囲

TOSCAは、以下の多彩な設計応答値を、目的関数・制約条件として対応しています。 幣社のノウハウを駆使していただくことで、サポートされていない設計応答値の最適設計が可能です。

体積 歪エネルギー総和 固有振動数 応力
変位・回転 重心位置・慣性モーメント 反力・モーメント 内力
塑性歪 疲労損傷度・安全率 音圧(周波数応答値) 接触圧
振幅・位相・速度・加速度・面速度(周波数応答値)

また、以下の解析範囲に対応しております。

線形静解析(含:熱荷重)、非線形解析(接触/材料/大変形)、固有振動数解析、周波数応答解析、耐久性(疲労強度)解析、その他(異方性材料)

製造条件、部品干渉、複数の荷重・境界条件、幅広い材料に対応し、詳細な設計が可能

要素固定制約

穴位置や他部品との接触面など、設計上残しておく部位を指定できます。

  素固定制約
▲ベルクランクの形状・
トポロジ最適化事例

型抜き制約(トポロジ最適化)

型抜き方向を指定することにより鋳造可能な形状が得られます。

素固定制約
▲ドラム式洗濯機のアームの
軽量化事例

最大部材サイズ制約(トポロジ最適化)

最大部材サイズは、部材の最大直径を定義します。これにより、支持構造が太くなりすぎるのを防ぎます。またリブ形状の検討も可能です。

素固定制約
▲エンドキャップの
リブ形状最適化事例

複数エリア・複数設計目標の同時最適化

複数設計エリアの同時最適化で、設計効率大幅アップが可能です。

素固定制約
▲リアホイールキャリアの
応力低減形状最適化事例

お問合せ先 株式会社ヴァイナス 技術三部

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