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構造最適化ソフトウェアHiramekiWorksを使用した、形状の制約を考慮した軽量化の検討の事例です。
高剛性かつ軽量化が求められるデフケースを例に板厚、抜き方向を考慮した軽量化を構造最適化によって検討しました。最適化の計算結果では、質量を25％削減し、剛性比120%をもつ形状が出力されました。
CASE
デフケースの軽量化事例
最適化計算の目的
今回の最適化計算ではデフケースの軽量化・高剛性化を目指します。
■ 解析の目的
・車体（装置）の稼働コストを削減するため、部品の剛性を考慮し、最適な軽量化を目指します。
■ 出力形状に求める条件
・鋳造での製造を想定し、抜き方向と肉厚の制限を設定
・上記形状の制約の中で元の形状より剛性を1.2倍にする場合の最も軽量な形状を検討する。
使用する最適化手法 形状最適化
形状最適化は構造解析の結果に基づいてモデル表面の節点を動かし、最適形状を決定する手法です。
必要な部分は太くなり、不要な部分は細くなる形状変動が起きます。
太くなる方向にも形状の変動が起きるので、剛性を向上させる最適化に向いている手法です。
解析対象
今回解析する部品の材料と質量特性は以下になります。
〇材料:ねずみ鋳鉄
製造制約の設定
形状最適化の場合、最適化計算の際に様々な形状的な制約を設定することができます。
これにより、製造性を考慮しながら最適化計算を実施することが可能です。
今回は鋳造での製造を想定し、下記を考慮した最適化計算を実施しました。
１． 型抜き方向の指定
２． 肉厚の上限/下限値の指定
想定する拘束・荷重
想定する拘束・荷重については下記になります。
解析結果
▼▼▼解析結果は下記よりダウンロードいただけます▼▼▼
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解析事例
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