SOLIDWORKS Simulation 2018 のハイライト: 新しいトポロジー スタディ機能

SOLIDWORKS Simulation 2018 のハイライト: 新しいトポロジー スタディ機能
SOLIDWORKS Simulation 2018 では、トポロジー スタディという新しいスタディ タイプが導入され、設計者やエンジニアは最小限の質量で革新的なコンポーネントを開発できるようになりました。トポロジー スタディでは、線形静的荷重と制約の条件下で、目標質量または寸法の最適な剛性対重量比が達成されるまで、有限要素メッシュから要素を「削除」します。
ガスアシスト ヒンジ リフト メカニズムこの要素除去の反復プロセスは、最大許容たわみや製造管理などの研究上の制約の対象でした。簡単な例を使って、この新しい研究を詳しく見てみましょう。以下に示すモデルは、単純なガスアシスト ヒンジ リフト機構です。タスクは、青いコンポーネントの設計を最適化して、剛性を維持しながら質量を減らすことです。

設計最適化プロセスの最初のステップは、ヒンジの動作中にリンクにかかる負荷を決定することです。現在リリースされているバージョンのトポロジ スタディは、単一のボディで構成されるパーツにのみ適用できますが、リンクが受ける負荷はアセンブリの動きによって発生します。アセンブリに対して動作解析を実行すると、コネクティングロッド接続ポイントにかかる負荷を計算し、解析のために部品に転送することができます。青いリンクにかかる荷重は、下の図の黄色い矢印の大きさとガス ストラットにかかる最大荷重で表されます。


モーション解析によって計算される応力 トポロジー スタディを実行する前に、適用された荷重によって線形静的仮定に違反する小さなたわみや、部品の降伏強度を下回る応力が生じないことを確認するために、部品に対して静的スタディを実行することをお勧めします。

トポロジ スタディの作成は、静的スタディの作成と変わりません。材料、荷重、および制約は同じです。異なるのは、目標と制約、および製造管理という 2 つの新しい入力条件です。

トポロジー スタディの目標は、部品の質量または変位を最小限に抑えること、または剛性を最大化すること (最適な剛性対重量比) です。最適な剛性対重量比 (最大剛性) オプションから始めることをお勧めします。

トポロジー スタディ中に、コンポーネントの最大変位を超えることが望ましくない場合は、変位制限オプションを使用して最大変位を最小限に抑えるか、質量を最小限に抑えることができます。これら 3 つの目的はすべて、常に質量を最小化します。目標体重を下げた場合の効果は下図のようになります。

トポロジー スタディ セットアップの最後のステップは、いくつかの製造コントロールを追加することです。これはオプションの手順であり、調査を実行するために必須ではありませんが、結果の形状を同時に制御し、下流の製造方法も考慮できるようになります。製造コントロールは保持領域であり、これにより、モデルの指定された領域をトポロジ プロセスから除外したり、厚さを制御したり、最小フィーチャ厚さとモデルの対称性を設定したり、鋳造制約として型抜き引き方向を定義したりできます。

SOLIDWORKS Simulation には、このシミュレーションに最適な Load Case Manager が含まれています。ヒンジの動作全体にわたってすべての負荷を満たす最小の質量コンポーネントを特定できるためです。


3D プリンターを利用できる場合は、トポロジ スタディの結果を滑らかなメッシュとしてエクスポートできます。このメッシュは製造のために 3D プリンターに直接送ることができますが、プリンターの材料に基づいたコンポーネントのさらなる検証が不可欠です。


しかし、トポロジカル研究が従来の製造プロセスで使用されていないというわけではありません。トポロジー スタディの結果を元のジオメトリに重ねて、従来の CAM ソリューションの切り抜きや穴を作成するためのガイドとして使用できます。


トポロジーや 3D プリントなどの新しいソリューションにより、製品設計に対する期待が変化しています。 SOLIDWORKS 2018 のリリースにより、ユーザーはこれらの新しい製造テクノロジーとプロセスを活用して革新的な製品を市場に投入できるようになります。位相研究と積層造形を組み合わせることで、企業は既存の部品を再設計して重量を軽減することができます。複数の接続部品を 1 つに統合することで、部品の性能 (最適な強度対重量比) を向上させ、部品点数を削減します。

出典: ダッソー
さらに読む:
速報:アメリカのジェネレーティブデザインソフトウェア会社nTopologyが5000万ドルの投資を受ける

SOLIDWORKS、ソフトウェア、トポロジー最適化

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