構造設計最適化
FEMtools 設計最適化の主な機能は次のとおりです。
- 非線形問題の最適化
- サイズ最適化（パラメトリック）
- トポメトリー最適化（シェル厚）
- トポロジー最適化（荷重設計）
- メッシュ・モーフィングによる形最適化
- 平面とソリッドの空間座標最適化
- トラスの空間座標最適化
- 材料特性の最適化
- 設計空間座標の最適化（変形解析、実験計画法、応答表面、...）
特徴
一般的な非線形最適化
FEMtoolsスクリプト言語を使用
すれば、どのような目的関数または制約関数でも、それをプログラミングすることによって、最適化のために使用することができます。最適化パラメータ、目的機能または制約関数の数に関する制限はありません。
最適化問題
FEMtools Optimizationは、
次のような最適化問題が取り扱えるように、パワフルな非線形最適化ソルバ-を核として構築されます。
- 制約付き最適化 - 任意の数の非線形制約を含む最適化問題
- 多目的最適化 - 任意の数の目的関数を含む最適化問題
- 最小二乗距離 - 一組の参照データを用いて、最小二乗距離の最小化に焦点を合わせた最適化問題
- パレート最適化 - ミニマックス最適化問題
寸法の最適化
Size Optimizationは、バー、板、その他の指定可能な要素の特性を最適化することを可能にします。
- 広範囲にわたるサイジングパラメータの簡単な選択
- FEMtools感度モジュール を用いた高速勾配計算
- FEMtoolsスクリプト言語を使用した完全に柔軟な問題定義
- 内部または外部の有限要素解析ソルバ-を使用して最適化問題を解くことが可能
形状の最適化
Shape Optimizationモジュールは、既存のコンポ-ネントの 形状を最適化します。
- 基礎となるCADデータを必要とせずに有限要素モデルを修正すること 。
- メッシュモーフィング技術 の使用により、大きなメッシュ変形の取り扱いが可能であること。
- FEMtoolsスクリプト言語 の使用により、問題定義が完全に柔軟であること。
- 内部 または外部の有限要素解析ソルバ-の使用により、最適化問題が解けること。
メッシュモーフィング
Shape Optimizationモジュールは、有限要素モデルのメッシュを変形させるために、次のような方法を提供します。
- 格子をベースにしたフリーメッシュ変形 - 一組のレンガ
形状の格子セルを基礎にしたメッシュの変形。メッシュは、格子セルの頂点を動かすことによって変形します。
- スケルトン（骨組） をベースにしたフリーメッシュ変形 - いくつかの
曲線（線、スプライン、または円）によって結ばれた一組のコントロールポイントを基礎にしたメッシュの変形。メッシュは、コントロールポイントを動かすことによって変形します。
- 基本形状の使用 -
変形後のメッシュは、基本形状を定義する形状の一次結合です。どのような形状でも、基本形状として使用することができます。
トポロジーの最適化
Topology Optimizationモジュールは、２次元および３次元の設計空間を扱うことができます。 Topology
Optimizationモジュールは、次のような設計問題に対する解を提供します。
- 最小静的コンプライアンス設計 -
定義されたすべての荷重ケ-スを考慮して、静的コンプライアンスを最小にするトポロジーが得られます。
- 最大基本固有値設計 - 最初の振動モードの共振周波数を最大にするトポロジーが得られます。
- 最小ダイナミックコンプライアンス設計 -
調和荷重の下でコンプライアンスを最小にするトポロジーが得られます。
トポメトリーの最適化
Topometry Optimizationは、有限要素モデルの要素 一つひとつの寸法の最適化を可能にします。Ｔopometry
Optimizationモジュールは、次のような設計問題に対するソリューションを提供します。
- 最小静的コンプライアンス設計 -
定義されたすべての荷重ケ-スを考慮して、静的コンプライアンスを最小にするトポメトリーが得られます。
- 最大基本固有値設計 - 最初の振動モードの共振周波数を最大にするトポメトリーが得られます。
- 最高FRF-レベルの最小化 -
調和荷重の下でコンプライアンスを最小にするトポメトリーが得られます。
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