ジェネレーティブデザイン: 生成されたデザインを静的応力解析に使用すると、安全率が1を下回る結果が出ます

[s16F02100136]

ジェネレーティブデザインで生成されたデザインを、そのまま静的応力解析に使用すると、安全率が1を下回る結果が出てきます。ジェネレーティブデザインを行った場合の拘束・荷重条件をそのまま使用しています。これは拘束条件を再度検討する必要があるのでしょうか。それとも根本的なミスがあるのでしょうか。分かる方がいらっしゃいましたらよろしくお願いいたします。

[adachitech7]

@s16F02100136 さん、

問題が出ているファイルを添付してもらえますでしょうか？実際に同じファイルで検証しないと何とも言えない感じです。

[adachitech7]

@s16F02100136 さん、

似たような形を生成してシミュレーションを行ってみました。

生成時の最小安全率は6.6となっています。

応力表示させるとこんな感じです。

静的応力解析を行った状態です。安全率の最小値は3.361でした。（この時のメッシュの大きさはモデルベースで10%としています）

メッシュサイズをモデルベースで1%にしてみました。

これですと安全率が0.961になっています。

ここまでの検証結果からするとGenerative Designと静的応力解析の設定の違いというよりもFEM解析の一般的な傾向とモデルが持つ形状に起因するものなんじゃないかと思いました。応力が集中するシャープなエッジがあるとメッシュサイズを細かくするにしたがって応力値がどんどん上がって収束しないという奴です。Generative Designの環境ではメッシュサイズがそんなに大きくないんじゃないでしょうか。

[s16F02100136]

　丁寧に解説していただきありがとうございます。メッシュサイズの重要性について理解できていなかったため非常に助かりました。ご説明のとおり、私の生成したデザインでもほとんどのものがエッジ部分で破損する挙動を示しました。ジェネレーティブデザインを行う時点で、結果の解像度を上げて再度挑戦してみます。

[adachitech7 · Accepted solution]

@s16F02100136 さん、

軸の部分だけを取り出して上部4か所に下方向の荷重をかけてみました。

結果はこのようになっています。肉がつかない軸そのものの強度が足りないということではないでしょうか？

Generative Designでの安全率の表示アルゴリズムに足りないところがあるということなんじゃないかと感じました。

[s16F02100136]

返信していただきありがとうございます。軸部の開始形状を変更して生成したところ安全率の高いデザインになりました。参考になりました。

少し質問内容がずれてしまうのですが、ジェネレーティブデザイン生成時と応力解析時で、最大フォンミーゼス応力が大きく異なる理由が分かりません。荷重・拘束条件等は変更していません。計算の方法が違っているのでしょうか。

[adachitech7]

@s16F02100136 さん、

この応力値のずれに関してはこれまでに情報がないところなので何とも言えない感じです。Generative Designがシステム内で対象としている領域が違うのではないかと想像はするのですがちょっと良く分からないですね。

データを添付していただければ時間のあるときに検証してみますが、、、

[s16F02100136]

返信していただきありがとうございます。遅くなり申し訳ありません。お時間がありましたら確認していただけると幸いです。

よろしくお願いいたします。

[adachitech7]

@s16F02100136 さん、

貴重なデータの添付、ありがとうございます。

形状生成後の最大応力は円筒面で598.704 MPaでした。

生成前の条件設定で固定面が1つしか選択されていなかったので2つに修正しておきました。

形状生成時の最大応力は189.23MPaとなっています。ここがどの場所なのか具体的に分かればいいのですが、、、

ひょっとしたら形状生成時の最大応力は保持ジオメトリ以外の新たに生成する部分に関してのものなのかもしれませんね。

下図の部分では169.011MPaで189.23MPaと何となく近い感じはします。

[adachitech7]

@s16F02100136 さん、

円筒部を別ボディにして、剛性コネクタで固定して変形しないようにしてみました。

これで応力の最大値が225.763MPaとなります。

[adachitech7]

@s16F02100136 さん、

こちらは別ボディにせずに円筒部を全て固定拘束したものです。

[s16F02100136]

返信していただきありがとうございます。教えていただいた通り解析した結果、今まで安全率が1を下回っていた部品でも正常な数値・応力になりました。丁寧な説明をしていただいたおかげで、ここ最近わからなかった問題が解決しました。非常に助かりました。ありがとうございます。