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デザインスタディによるモデルの評価と最適化

デザインスタディにより試行錯誤設計の効率化が可能に

設計者は、より高品質な製品を作るため、新規部品の作成や設計変更などで、以下のようなことを行っています。

  • 異なる形状の数だけ部品を作成し評価。
  • 設計が満たされる条件など考慮しながら評価部品を作成。
    ※寸法(幅、高さ)、体積、シミュレーション(応力)、近接など。
  • 多数の評価部品の中から最適な形状を決定。

「制約条件は満たされているのか?」「最適な形状はどれか?」など、試行錯誤を繰り返し評価部品を作成

このように、設計者は試行錯誤を繰り返すことで多くの時間を費やしています。

【設計者が費やす時間】

  • 評価したい数多くの形状に変更するために使用する時間
  • 制約条件が多く、評価部品を確認する作業に使用する時間
  • 評価部品の中から条件に満たされた最適な部品を決定するのに使用する時間

こんなときには、デザインスタディを使用することで、効率よく形状評価や形状最適化を実施することができます。

デザインスタディとは

寸法の値の組み合わせ(シナリオ)での評価や、最適な結果の特定を簡単な設定で素早く行うことができます。
センサー機能を使用して制約条件やゴールを作成し、様々な値の組み合わせを自動で繰り返し計算して、形状の評価や指定されたゴールを満たす最適な値の組み合わせを素早く特定します。

また、SolidWorks Simulationの検証結果を含めて、重量やサイズだけでなく最大応力や安全率などを考慮した評価や最適な設計案を検討することができます。

注)Simulation結果を利用した最適化には、SolidWorks Simulation Professional または SolidWorks Simulation Premium が必要です。

デザインスタディの設定

変数

パラメータを使用して、様々な値の組合せを3つのタイプから作成します。

・ステップ範囲
最少、最大、ステップの変数値を入力します。
・不連続値
それぞれの変数値と単位を入力します。
・範囲(最適化のみ)
最少、最大の変数値を入力します。

様々な値の組み合わせを作成することが可能

制約条件

設計上で満たされていないといけない条件のことです。
センサー機能を使用して以下の4つのタイプから制約条件を設定します。

・モニターのみ
トラッキングされている値をモニターします。
・次より大きい
許容できる最小の値を入力します。
・次より小さい
許容できる最大の値を入力します。
・次の間にある
許容範囲の最少と最大の値を入力します。

ゴール(最適化のみ)

設計上クリアしなくてはならないゴール(目的) センサー機能を使用して「最小化」「最大化」「一致する」3つのタイプからゴールを設定します。

結果表示

シナリオを作成して評価

  • 変数タイプには、ステップ範囲または不連続値で設定
  • 制約条件を設定(センサー使用)
  • 最適化のチェックを外し実行

シナリオにゴールをつけて最適化

  • 変数タイプには、範囲、ステップ範囲、不連続値すべてのタイプで設定
  • 制約条件を設定(センサー使用)
  • ゴールの設定(センサー使用)
  • 最適化のチェックをつけ実行

デザインスタディの使用例

使用例1

容器の形状を変更し、容器内の液体の容量が決められた範囲内にあるかの評価や制約条件を満たす最小重量を持つ形状の最適化。

・変更パラメータ
ボトルの高さ、注ぎ口部の高さ、フィレット半径
・制約条件
液体容量が指定範囲内にあること
・目標
軽量化

使用例2

解析スタディを利用して、強度を維持したモデル形状の軽量化。

・変更パラメータ
最大外径、リブの厚み
・制約条件
最大応力が10N/mm^2以下に設定
・目標
軽量化

デザインスタディのメリット

デザインスタディには次のようなメリットがあり、設計者の試行錯誤する作業時間が大幅に短縮してコスト削減につながります。

  • 変数、制約条件、ゴールの設定を、センサーを使用して簡単に設定することができます。
  • 検討したい複数案の形状を変数設定のみで作成することができます。
  • モデル形状を評価し、また、評価する複数の形状から最適な部品を素早く特定することもできます。

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