以前、ANSYSでトポロジー最適化をやってみた、という記事を書きました。
この機能、かなり面白いのでその後もいろいろ遊んでみています。
今回は、トポロジー最適化を使って、徐々に重量を削減し、どのように構造変化するのかを見てみます。
対象とするのはこの構造。
解析の手順などは、上記の記事の通りです。
底面を固定し、上面から10Nで押します。
最大応力はエッジに発生しています。
ここから、質量を削るためのトポロジー最適化計算を実施します。
「応答拘束」に「質量」を選択し、保持する割合を変更していきます。
10％質量減を拘束条件とすると、このような形状が得られました。
次に、30％減とすると、上側の架橋がなくなり、馬のような形に。
更に半分まで減らすと、掃除機？のような形状に。
ここまでくると、荷重がかかるとぽきっといってしまいそうです。
10％減の構造がよさそうだったので、STLに出力して、ビュアーで色をつけてみました。
おしゃれな構造体に見えます。
このSTLを読み込んで、もう一度応力解析をしてみます。
SpaceClaimにSTLをインポートして、ボリュームに変換します。
ANSYS Mechanicalでメッシュを作成しました。複雑な形状ですが、一応切れているように見えます。
底面を固定、上面から10Nで荷重をかけるとこのような形に。
質量を10％減しつつ、Rがつくことで応力も低減できていました。
意味のない構造ばかりやっていないで、次はアセンブリに使う部品をトポロジー最適化して、3Dプリンタで出力して実際のモノにしてみる、などをやってみたいと思います。
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