CAE解析

株式会社テラバイト

GENESIS 最適化
衝突・落下問題、塑性加工など非線形現象を精度よく解析する有限要素プログラム

GENESIS 構造最適化ソフトウェア

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  GENESIS 概要

GENESISプログラムは線形構造解析機能と最適構造設計機能を併せ持った「統合型最適構造設計」ソフトウエアです。

  • 構造解析には有限要素法を利用し、静的解析、固有値解析、動的応答解析、周波数応答解析、熱伝導解析、感度解析を高精度に実行できます。
  • 構造物の板厚や断面形状等の寸法最適化、構造の形状自体の最適化構造の空間配置まで考慮できる位相最適化が目的に応じて実行できます。
  • 最適化で考慮する制約条件には、変位や応力などはもちろん、これらの任意関数形を考慮でき、また、静的解析の結果や熱伝導解析の結果を動的解析の結果と同時に考慮して最適解を求めることができます。
  • 最 適構造設計計算では、最新の近似手法を取り入れ、多くの設計変数制約条件があっても効率よく最適解を見出すことが出来ます。例えば、自由度1万、設計変数 100、制約条件数5000の構造最適化問題もPC機で約1時間で計算でき、構造解析計算の回数は多くても10回程度で済みす。
  • 近似最適化手法は、構造解析結果と感度解析結果を利用して注意深く組み立てられ、最適解の探索にはきわめて洗練され、信頼性の高いDOTプログラムを内蔵しています。

剛体要素による機構解析

GENESIS 線形静的解析

 固有値、固有モード解析

 動的応答解析、周波数

 応答解析

 熱伝導解析

 慣性リリーフ機能

 座屈解析

 感度解析

  • ・ モデルのサイズ制限無し
  • ・ 自動バンド幅最適化機能を持った、ブロックソルバーおよびスパースソルバー
  • ・ サブスペース法及びランチョス法による固有値計算

解析モデルの構築

 高精度要素ライブラリー

  • ・ロッド、ビーム、スカラーバネ、ベクターバネ
  • ・板、シェル、複合材料シェル、せん断パネル
  • ・軸対称ソリッド、2次元ソリッド、3次元ソリッド
  • ・付加マス、粘性減衰、剛体、多自由度拘束
  • ・ユーザー定義要素

 材料モデルライブラリー

  • ・等方性弾性材料
  • ・直交異方性弾性
  • ・異方性弾性材料

 複合荷重条件

  • ・集中荷重、圧力、熱荷重、重力、遠心力
  • ・熱伝導解析結果による熱荷重
  • ・強制変位
  • ・指定温度、熱流速・熱伝達荷重
  • ・動的集中荷重、動的圧力

 複合境界条件

  • ・多点拘束条件

 直交、円筒、球座標系による局所座標系定義

最適設計計算機能

 部材寸法及び構造形状を設計変数とする最適化

 構造のトポロジーを決定する位相最適化

 最も信頼性の高い最適値探索アルゴリズム

 解析的手法による感度計算機能

 最新の近似手法を取り入れた最も効率的な最適計算法

形状設計&寸法設計機能

 部材寸法と部材位置の同時最適化

 設計変数の線形従属関係

 形状変形基底ベクトルの自動生

  • ・簡潔な形状最適化条件入力
  • ・ドメインによる形状変形領域要素の指定
  • ・自然基底ベクトルの生成

 ビーム要素とプレート要素ライブラリー

  • ・設計変数として部材寸法を直接指定
  • ・ビーム断面形状ライブラリー
  • −矩形、レール形状断面、I型断面
  • −円断面、T断面、L断面
  • −スパー断面、円管断面、箱型断面、
  • −アングル断面
  • ・プレート断面ライブラリー
  • −一様板厚断面
  • −サンドイッチ断面
  • −板厚可変サンドイッチ断面

 ユーザー定義断面形状

  • ・断面特性とユーザー定義設計変数を非線形関係式で定義
  • ・ユーザーサブルーチンの利用

 目的関数&制約条件で考慮できる構造の応答値

  • ・組み込み関数
  • −慣性、質量、面積、体積、距離、長さ
  • −変位、速度、加速度、温度、角度
  • −固有振動周期、固有ベクトル
  • −応力、ひずみ、力、ひずみエネルギー
  • ・ユーザー定義関数
  • −ユーザー定義関数
  • −ユーザー定義サブルーチン

 目的関数の種類

  • ・応答値の最大化、最小化
  • ・目標値設定

 応答値の上下限制約条件

 応力値制約条件の自動生成

 特定振動モードへの制約条件設定

 形状設計地のメッシュスムージング機能

トラックフロントビームの位相最適設計

トラックフロントビームの位相最適設計

樹脂タンク形状最適設計

樹脂タンク形状最適設計

円管とZフランジ付の補強パイプの最適設計例

円管とZフランジ付の補強パイプの最適設計例

補強材形状最適化と複合材の板厚最適化
振動固有値に対する制約の下での重量最小設計
重量軽減31%を達成

位相最適化機能

 設計変数の自動生成

 対称条件設定の利用

 組み込み応答関数

  • ・質量分布
  • ・ひずみエネルギー
    ・変位、固有振動数

 目的関数

  • ・組み込み応答関数の利用
    ・応答関数の組み合わせ

 制約条件

  • ・組み込み応答関数の利用

稼働環境

 スーパーコンピューター、UNIX、PC

GUI

 専用プリ・ポストFEMB/GENESIS の利用

 プリポスト対応ソフト

  • ・PATRAN,HyperMesh,CADAS

解析&設計結果の利用

 解析応答値、設計値、形状設計値、 基底ベクトル

 感度解析係数、Guyanマトリックス

 解析結果のファイルフォーマット

  • ・GENESIS:DB,ASCII
    ・NASTRAN:PUNCH&OUTPUT2
    ・PATRAN Plot
    ・SDRC IDEAS Universal&Master Series
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