領域最適化の実践：フリーFEMソフトとExcelマクロで形状最適化（13）（2/5 ページ）

原理原則を押さえていれば、高額なソフトウェアを用意せずとも「パラメトリック最適化」「トポロジー最適化」「領域最適化」といった“形状最適化”手法を試すことができる！　本連載ではフリーのFEM（有限要素法）ソフトウェア「LISA」と「Excel」のマクロプログラムを用いた形状最適化にチャレンジする。連載第13回では、LISAとExcelのマクロプラグラムを使って、実際に領域最適化を行う。

[高橋良一／ＲＴデザインラボ 代表，MONOist]

片持ちはり領域最適化の準備（続き：その1）

　次に、図7に示した手順で材料定数を設定してください。

図7　材料定数の設定［クリックで拡大］

　以上の操作で出来上がったものは、4節点四角形要素の1次要素でした。これを8節点四角形要素の2次要素に変更します。図8に示すように、LISAのメニュー「Mesh tools」―「Change element shape...」をクリックし、「Change Shape」ウィンドウを表示して、ラジオボタン「quad8」を選択して［OK］ボタンを押します。

図8　8節点四角形要素への変更［クリックで拡大］

　8節点四角形要素ができました。節点数を確認しましょう、図9に示した操作で節点数が1266個と、フリーで使えるLISAの節点数1300個を下回っていることを確認します。

図9　節点数の確認［クリックで拡大］

　続いて、図10に示すように境界条件を設定してください。左側の辺上の節点のX方向変位とY方向変位を拘束し、右上の3節点に「Y方向：−100［N］」の荷重を設定します。変位拘束の後に荷重を設定してください。図10の赤色枠と一致していればOKです。

図10　応力解析の境界条件の設定［クリックで拡大］

　LISAのファイル名のルールを図11に示します。名前を「uniform_stress_beam_TM」としたので、応力解析のためのファイル名は「uniform_stress_beam_TM_struct_1.liml」となり、このファイル名でC:\Tempフォルダに保存します。

図11　ファイル名のルール［クリックで拡大］