これまでの設計検討は人の手による試作の繰り返しや構造解析によっておこなわれてきましたが、OptiStructを用いることで、最適構造の検討がソフトウェアにより自動でおこなうことが可能です。従来と比較して設計時間の短縮・コスト削減・固定概念にとらわれない新しい形状の発見等、様々なメリットを得ることができます。
Altairシミュレーションソフトウェアの統一された操作環境
構造解析
構造解析機能
- 線形静解析
- 線形座屈解析
- 微小変位非線形解析
- 大変位非線形静解析
- 陽解法動解析
- 直接法による過渡応答解析
- （線形および非線形）
- 固有値解析（実・複素）
- モーダル法による過渡応答解析
- 周波数応答解析
- ランダム応答解析
- 応答スペクトラム解析
熱解析
熱解析機能
- 線形定常熱伝導解析
- 線形過渡熱伝導解析
- 非線形定常熱伝導解析
- 熱応力解析
疲労解析
疲労解析機能
- 単軸疲労解析
- 多軸疲労解析
- ランダム応答疲労解析
- 正弦波掃引疲労解析
- スポット溶接疲労解析
- シーム溶接疲労解析
寸法最適化
設計変数
シェル板厚、ビーム断面形状
特長
部材ごとに板厚、ビーム断面形状を決定できる
用途の例
自動車のように板材の多い構造物
寸法最適化の例：自動車のフレーム部材
| 設計変数 ： 各要素の板厚 目的関数 ： 質量 制約条件 ： 応力 |
フリー寸法最適化
設計変数
各要素の板厚
特長
せん断パネルのような構造が得られる
用途の例
航空機翼・胴体部のせん断パネル、自動車のボンネットインナーパネルなど
フリー寸法最適化の例：航空機の構造部材
| 設計変数 ： 各要素の板厚 目的関数 ： 質量 制約条件 ： 応力 |
形状最適化
例としては、以下の形状に対して目的に応じたパラメータを与える事で、最適化条件を定めます。
- 軸の径を最適化 → 軸上の節点について、直径方向のみ移動させる
- 部材の長さを最適化 → 部材上の節点について、長さ方向のみ変化可能
設計変数
節点位置（ユーザーが移動の仕方を設定）
特長
構造形状の変更の仕方を設定できる
用途の例
径を変える、長さを変える、傾斜をつけるなど、構造形状の変更のパターンが既知の範囲で形状を決定するとき
形状最適化の例：パイプ材＋ブラケット
| 設計変数 ： 節点位置 目的関数 ： 質量 制約条件 ： 応力 |
フリー形状最適化
モデルの表面節点を自由に移動させることにより形状を最適化する機能です。（ノンパラメトリック）
節点が自由に移動するため、自由度が大きい形状最適化が可能な反面、現実的ではない形状が解となることもあります。そのため対称制約、型抜き制約などの製造性制約条件を与える事で現実的な解を得ることができます。
製造性制約条件の例
-
左右対称にしたい
-
任意の断面形状にしたい
-
他の部品との干渉を避けたい。
設計変数
節点位置（自由な節点移動）
特長
形状変更の自由度が高い
用途の例
応力集中部位の形状検討など
フリー形状最適化の例：片持ち梁
| 設計変数 ： 節点位置 目的関数 ： 質量 制約条件 ： 荷重点変位 |
トポグラフィー最適化
このビード、エンボスの配置や形状を最適化する機能です。
設計変数
ビード生成位置
特長
ビードの最適な配置を決定できる
用途の例
板材にビード、エンボスなどの凹凸を生成させ、剛性、固有振動数を高くするとき
トポグラフィー最適化の例：シートベルト巻き取り装置ハウジング
| 設計変数 ： ビード生成位置 目的関数 ： 剛性 制約条件 ： ビード寸法 |
トポロジー最適化
最初に設計領域を材料で満たし、想定される荷重に対して材料が必要な場所と不必要な場所を要素密度コンターで表示する機能で、この結果を元に最適な形状を検討できます。 また、位相最適化とも呼ばれます。
例えば、リブ配置の検討で設計者の経験値に依存せず、解析に裏付けられた形状を得る事が可能です。概念設計の段階で、軽量化のためのデザイン検討をドラスティックにおこなう事ができ、従来とは異なる効率的で新しい部品形状を得る事が可能となります。
設計変数
各要素の要素充填率(0～1 ）
要素充填率が少ないとき、そこに材料は不要と判断する
特長
設計領域の材料配置を決定／ドラスティックなデザイン検討
用途の例
概念設計での形状の検討など
| 設計変数 ： 各要素の要素密度 目的関数 ： 質量 制約条件 ： 応力 |
トポロジー最適化で得られた形状を基に、部品製造等も考慮した形状に再設計を実施
要求強度を保ちつつ、大幅な軽量化を実現！
Altairシミュレーションソフトウェア内における充実した作業環境
モデル読込・作成（HyperWorks）から構造解析・最適化計算（OptiStruct）、結果評価（HyperView）までを、全てAltairシミュレーションソフトウェア内で実行可能です。またOptiStructは、同一マシン内であれば追加費用なしで、HyperWorksをお使いいただけますので、非常にコストパフォーマンスに優れたツールです。
さまざまな分野の問題を解決
最適化機能の紹介
ラティス構造最適化
基本的な手法はトポロジー最適化と同じです。この最適化では中間密度を持つ要素をラティス構造により表現できます。
トポグラフィー最適化
材料の範囲を指定し、その範囲の中で目的関数や制約条件などの工学的な条件に基づいた最適な材料分布を求めます。最適な材料配置が可能なため、設計仕様を損なわず製品の軽量化することなどが可能です。
ラティス構造最適化
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