デジタルツインを実現するCAEの真価

密度法によるトポロジー最適化の準備を行うフリーFEMソフトとExcelマクロで形状最適化(6)(5/6 ページ)

» 2022年03月24日 11時00分 公開

材料定数/拘束条件/荷重条件を設定する

 材料定数の設定です。LISAの画面左にあるツリーから「Default <1196 elements>」を右クリックし、「Assign new material」を選択します。すると「Material Properties(Material)」ウィンドウが開くので、「Geometric」タブで「Plane/shell/membrane」のラジオボタンを選び、「Thickness」に「1」を設定します。これは、平面応力問題で厚さ1[m]ということを意味します。次に、「Mechanical」タブで「Isotropic」のラジオボタンを選択し、右側の「Young's modulus」と「Poisson's ratio」に図示した数値を入力してください。本連載での材料定数は図14の値で統一します。

材料定数の設定 図14 材料定数の設定[クリックで拡大]

 拘束条件の設定です。図15のようにマウスでドラッグして節点を選択してください。

節点の選択 図15 節点の選択[クリックで拡大]

 さらに図16のように、LISAの画面左にあるツリーから「Loads&Constraints」を右クリックし、「New displacement」を選びます。すると「displacement」ウィンドウが表示されるので、「X」のラジオボタンを選択して「OK」ボタンを押します。そして、もう一度「Loads&Constraints」を右クリックし、「New displacement」を選んで、今度は「Y」のラジオボタンを選択して[OK]ボタンを押します。ここでの操作は“選択した節点のX方向変位とY方向変位を拘束する”ことを意味します。

拘束条件の設定 図16 拘束条件の設定[クリックで拡大]

 荷重条件の設定です。図17のように右辺の上下方向のちょうど真ん中の節点を選択します。右辺の節点数が奇数のときは選択する節点は1個、偶数のときは2個選択します。ちょうど真ん中からずれると、最適化形状の上下対称性が崩れてしまいます。

荷重を加える節点の選択 図17 荷重を加える節点の選択[クリックで拡大]

 図18のように、LISAの画面左にあるツリーから「Loads&Constraints」を右クリックし、「New force」を選択します。表示された「force」ウィンドウでYに「−100」を入力します。これは“選択した節点に対してY方向に−100[N]の荷重を載荷する”という意味です。片持ちはりですね。

荷重値の設定 図18 荷重値の設定[クリックで拡大]

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