例 6: 熱伝導を最大化するトポロジー設計
この例では、モデル heat_sink.prt、ブラケットを使用します。
説明
この例では、トポロジー最適化を使用して、適切な熱伝導率を持つ軽量の構造を設計する方法を示します。
主な機能
最小熱伝達コンプライアンス、質量分率拘束、定期 (繰り返しパターン) の製造拘束
最適化問題の診断
以下の最適化問題が作成および解決されます。
• 目標:
◦ 熱伝達コンプライアンスを最小化します。
• 対象:
◦ 質量分率 <= 0.2
熱転送コンプライアンスの最小化を目標とする場合は、指定した設計スペース内の熱伝導を最大化することが目的になります。
解析
この例には、1 つの解析が含まれています。荷重/拘束条件を次の図に示します。
メッシュ制御
最大要素サイズ: 2 mm
トポロジー領域
• 参照:
ボリューム領域 1 を除外した bracket 構成部品 (以下の図を参照):
• 初期質量分率: 0.2
質量分率を拘束として使用する場合は、初期質量分率の値として同じ拘束境界の値を使用することをお勧めします。
• 製造拘束:
◦ 座標系 CS0 の X 軸方向の繰り返しパターン、ピッチ = 25 mm
◦ 座標系 CS0 の Z 軸方向の繰り返しパターン、ピッチ = 25 mm
◦ 最小メンバーサイズ: 4 mm
最小メンバーサイズは、メッシュ要素サイズの 2 倍以上に設定することをお勧めします。
◦ スプレッド分数: 0.5
設計目標
熱伝達コンプライアンスを最小化します。
設計拘束
質量分率 <= 0.2
最適化検討
検討は、定義されたトポロジー領域、設計目標、および拘束条件です。
アドバンス設定:
• 最大設計サイクル = 50
• DOPT パラメータ TPQVOL を追加し、値を 0 に設定します。
DOPT パラメータ TPQVOL を 0 に設定することによって、プログラムは QVOL (内部熱生成) を要素密度でスケール設定しないため、トポロジー最適化中、熱が一定に維持されます。内部熱生成によるトポロジーの最適化を実行する際には、この設定が必要です。
• 解析の出力ファイルでは、最初と最後のサイクルのみがリクエストされます。
• その他すべての解析および設計パラメータでは、デフォルト設定を使用します。
トポロジーの結果
• トポロジー密度アイソサーフェス
• トポロジー要素密度
ジオメトリ再構築
• テサレーションモデル
• ソリッドモデル
