JP2016058088A - 数値的導関数を用いた構造的トポロジー最適化 - Google Patents
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Abstract
Description
211 第一荷重条件
212 第二荷重条件
221 第一合成構造
222 第二合成構造
223 第三構造
302 初期候補設計
304 中間候補設計
306 最終構成
401 基本候補設計
402〜403 変形
501〜503 FEAモデル
600 コンピュータシステム
602 バス
604 プロセッサ
606 モジュール
608 メインメモリ(RAM)
610 二次メモリ
612 ハードディスクドライブ
614 リムーバブルストレージドライブ
618 リムーバブルストレージユニット
620 インタフェース
622 リムーバブルストレージユニット
624 通信用インタフェース
630 I/Oインタフェース
Claims (20)
- 製品の構造的トポロジー設計最適化を行う方法であって、
(a)1以上のアプリケーションモジュールがインストールされたコンピュータシステムにおいて、製品の設計領域の定義を、設計目的と、少なくとも1の目標設計制約と、少なくとも1のマクロ設計変数と、複数のフィールド設計変数とともに受け取るステップであって、前記少なくとも1のマクロ設計変数が製品の設計仕様と関係しており、前記フィールド設計変数が前記設計領域内の材料分布を制御しているステップと、
(b)前記設計領域に基づいて候補設計を初期構成するステップであって、該候補設計は、それぞれが前記フィールド設計変数の1つに関連している複数の有限要素を有する有限要素解析(FEA)モデルによって表されているステップと、
(c)前記1以上のアプリケーションモジュールによって、FEAを介して前記候補設計の少なくとも1の設計制約を計算するステップと、
(d)前記1以上のアプリケーションモジュールによって、前記少なくとも1のマクロ設計変数を所定の割合で変更することにより、前記候補設計の少なくとも1の変形を生成するステップと、
(e)前記1以上のアプリケーションモジュールによって、FEAを介して前記少なくとも1の変形の対応する少なくとも1の設計制約を計算するステップと、
(f)前記1以上のアプリケーションモジュールによって、前記少なくとも1のマクロ設計変数のそれぞれに関して計算された設計制約の傾向を、多次元データフィッティング法を用いて決定するステップと、
(g)前記1以上のアプリケーションモジュールによって、前記決定された傾向に応じて前記少なくとも1のマクロ設計変数を更新するステップと、
(h)前記1以上のアプリケーションモジュールによって、直前の候補設計のFEAから得られた結果と、前記更新された少なくとも1のマクロ設計変数とを用いて、前記フィールド設計変数の対応する値を計算することにより新しい候補設計を生成するステップと、
(i)新しい候補設計が直前の候補設計に収束するまで(c)〜(h)のステップを繰り返すステップと、
を含む方法。 - 前記少なくとも1のマクロ設計変数は製品の総重量を含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記少なくとも1の変形は、前記フィールド設計変数を所定の割合でインクリメントすること又はディクリメントすることにより達成される、
請求項1に記載の方法。 - 前記少なくとも1の変形は、更に前記少なくとも1のマクロ設計変数の前記変更に応じて対応するフィールド設計変数を計算することにより達成される、
請求項1に記載の方法。 - 前記所定の割合は1〜10パーセントの範囲にある、
請求項1に記載の方法。 - 前記複数のフィールド設計変数が前記有限要素のそれぞれの密度を含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記多次元データフィッティング法はメタモデルを含む、
請求項1に記載の方法。 - 前記多次元データフィッティング法は差分を含む、
請求項1に記載の方法。 - 製品の構造的トポロジー設計最適化を行うシステムであって、
1以上のアプリケーションモジュールに関するコンピュータ読取り可能なコードを記憶しているメインメモリと、
前記メインメモリに連結される少なくとも1のプロセッサであって、該少なくとも1のプロセッサが前記メインメモリ内のコンピュータ可読コードを実行して、前記1以上のアプリケーションモジュールに、方法に基づいてオペレーションを実行させる少なくとも1のプロセッサと、
を備え、該方法が、
(a)製品の設計領域の定義を、設計目的と、少なくとも1の目標設計制約と、少なくとも1のマクロ設計変数と、複数のフィールド設計変数とともに受け取るステップであって、前記少なくとも1のマクロ設計変数が製品の設計仕様と関係しており、前記フィールド設計変数が前記設計領域内の材料分布を制御しているステップと、
(b)前記設計領域に基づいて候補設計を初期構成するステップであって、該候補設計は、それぞれが前記フィールド設計変数の1つに関連している複数の有限要素を有する有限要素解析(FEA)モデルによって表されているステップと、
(c)FEAを介して前記候補設計の少なくとも1の設計制約を計算するステップと、
(d)前記少なくとも1のマクロ設計変数を所定の割合で変更することにより、前記候補設計の少なくとも1の変形を生成するステップと、
(e)FEAを介して前記少なくとも1の変形の対応する少なくとも1の設計制約を計算するステップと、
(f)前記少なくとも1のマクロ設計変数のそれぞれに関して計算された設計制約の傾向を、多次元データフィッティング法を用いて決定するステップと、
(g)前記決定された傾向に応じて前記少なくとも1のマクロ設計変数を更新するステップと、
(h)直前の候補設計のFEAから得られた結果と、前記更新された少なくとも1のマクロ設計変数とを用いて、前記フィールド設計変数の対応する値を計算することにより新しい候補設計を生成するステップと、
(i)新しい候補設計が直前の候補設計に収束するまで(c)〜(h)のステップを繰り返すステップと、
を含むシステム。 - 前記少なくとも1のマクロ設計変数は製品の総重量を含む、
請求項9に記載のシステム。 - 前記少なくとも1の変形は、前記フィールド設計変数を所定の割合でインクリメントすること又はディクリメントすることにより達成される、
請求項9に記載のシステム。 - 前記少なくとも1の変形は、更に前記マクロ設計変数の前記変更に応じて対応するフィールド設計変数を計算することにより達成される、
請求項9に記載のシステム。 - 前記所定の割合は1〜10パーセントの範囲にある、
請求項9に記載のシステム。 - 前記複数のフィールド設計変数が前記有限要素のそれぞれの密度を含む、
請求項9に記載のシステム。 - 方法に基づいて製品の構造的トポロジー設計最適化を行う命令、を含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体であって、該方法が、
(a)1以上のアプリケーションモジュールがインストールされたコンピュータシステムにおいて、製品の設計領域の定義を、設計目的と、少なくとも1の目標設計制約と、少なくとも1のマクロ設計変数と、複数のフィールド設計変数とともに受け取るステップであって、前記少なくとも1のマクロ設計変数が製品の設計仕様と関係しており、前記フィールド設計変数が前記設計領域内の材料分布を制御しているステップと、
(b)前記設計領域に基づいて候補設計を初期構成するステップであって、該候補設計は、それぞれが前記フィールド設計変数の1つに関連している複数の有限要素を有する有限要素解析(FEA)モデルによって表されているステップと、
(c)前記1以上のアプリケーションモジュールによって、FEAを介して前記候補設計の少なくとも1の設計制約を計算するステップと、
(d)前記1以上のアプリケーションモジュールによって、前記少なくとも1のマクロ設計変数を所定の割合で変更することにより、前記候補設計の少なくとも1の変形を生成するステップと、
(e)前記1以上のアプリケーションモジュールによって、FEAを介して前記少なくとも1の変形の対応する少なくとも1の設計制約を計算するステップと、
(f)前記1以上のアプリケーションモジュールによって、前記少なくとも1のマクロ設計変数のそれぞれに関して計算された設計制約の傾向を、多次元データフィッティング法を用いて決定するステップと、
(g)前記1以上のアプリケーションモジュールによって、前記決定された傾向に応じて前記少なくとも1のマクロ設計変数を更新するステップと、
(h)前記1以上のアプリケーションモジュールによって、直前の候補設計のFEAから得られた結果と前記更新された少なくとも1のマクロ設計変数とを用いて、前記フィールド設計変数の対応する値を計算することにより新しい候補設計を生成するステップと、
(i)新しい候補設計が直前の候補設計に収束するまで(c)〜(h)のステップを繰り返すステップと、
を含む非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記少なくとも1のマクロ設計変数は製品の総重量を含む、
請求項15に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記少なくとも1の変形は、前記フィールド設計変数を所定の割合でインクリメントすること又はディクリメントすることにより達成される、
請求項15に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記少なくとも1の変形は、更に前記マクロ設計変数の前記変更に応じて対応するフィールド設計変数を計算することにより達成される、
請求項15に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記所定の割合は1〜10パーセントの範囲にある、
請求項15に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。 - 前記複数のフィールド設計変数が前記有限要素のそれぞれの密度を含む、
請求項15に記載の非一時的なコンピュータ可読記憶媒体。
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