Hyper Works の最適化ソリューション（PDF）

Hyper Works の最適化ソリューション
STRUCTURE OPTIMIZATION , LIGHTWEIGHT SOLUTION
OptiStruct
HyperWorks は、あらゆる製品開発の過程または検証に必要な線形、非線
形、構造最適化、熱流体、流体 - 構造連成およびマルチボディダイナミクスア
プリケーションのための、クラス最高のモデリング、最先端解析ソルバー、結果分
析、ビジュアライゼーションおよびデータ管理ソリューションを提供します。
トポロジー最適化
最適な部材や補強材の配置、不要部位の特定など
を行います。斬新な形状を創造することで軽量化に
大きく貢献します。
solidThinking Inspire
シミュレーションに基づくインスピレーション
solidThinking Inspire は、 NURBS をベースにした
サーフェス / ソリッドモデリング、 ConstructionTree ™
テクノロジー、フォトリアリスティックなリアルタイムレンダ
リングと共にデザインの新たな形態形成テクノロジー
morphogenesis ™を用い、デジタル製品開発の分
野に画期的なアイデアをもたらします。
morphogenesis 形態形成テクノロジーは、自然が
生み出すであろう形を映し取った形状を自動生成する
ことにより、自然界における変化の過程を模倣します。
プロダクトデザイナーや建築家は、自然を下敷きにした
デザインの種からインスピレーションを引き出して、ワー
クフローのなかで自分自身の表現で形を生み出し、探
求できるようになります。
最適化とシミュレーション技術を搭載した
ダイレクトモデリング
CAE テクノロジーを利用するユーザーは、解析専任者
から設計者やデザイナーへとその裾野が広がってきてい
ます。設計者やデザイナーの世界の CAE では、使い
やすさや直感性、また、デザインへのフィードバックが容
易なツールが必要とされます。言い換えれば、そこで
使用される CAE のコアテクノロジーであるメッシング機
能、ソルバー、および最適化技術は、すべてが高速
かつ高精度であり、ロバストなソフトウェアである必要
があります。
Altair の熟成した CAE テクノロジー、直感的操作
によるダイレクトモデリング、および人間工学に基づい
たユーザーエクスペリエンスが融合した新しいデザインソ
リューションが solidThinking Inspire です。
solidThinking Inspire は、シミュレーションや最適
化技術を気軽に適用できる新しいデザイン環境を設
計者やデザイナーに提供します。
Inspire で設定可能なトポロジー最適化機能
・目的関数
・制約条件
重量の最小化
特定の固有振動数が最大化また
は目標値に合致するよう、デザイン
コンセプトの最適化が可能
・設計空間
複数の部品を指定可能
・結果の対称性面対称、周期対称、周期＋周
期内面対称
・型抜き方向
片側、両側、スタンピング制約
・最大・最小部材幅制御
最小、最大
・結果表示
トポロジーの結果表示に対する閾
値の変更
Inspire のモデリング・アセンブリ機能
・モデリング
・スケッチ：線、長方形、円、円弧のスケッチ
・ブーリアン演算：部品間の結合、干渉部の削除、
共有部の抽出
・プッシュ・プル：面の押し出し、引き抜き（フィレット、
穴の削除および寸法の変更）
・アセンブリ
・ダイレクトモデリング：マウスによる直感的な部品の
移動および他部品との位置あわせ
・局所座標：局所座標系を用いた部品の移動、回転
・情報表示：全体の重心位置の算出、各拘束点
の支持力
・干渉チェック：部品の移動の際に干渉の発生を確
認し防止
Altair HyperMesh
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有限要素形状の外表面節点を
自由に変形させることにより最適
化します。局所的な高応力の緩
和が期待できます。
寸法最適化
Altair OptiStruct
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フリー寸法最適化
板構造の有限要素毎の板厚値を最適化します。複
合材最適化にも利用されます。
Altair HyperMesh
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トポロジー最適化やトポグラフィー最適化が
作り出す画期的な設計アイデアを利用するこ
とで、設計プロセスでの試行錯誤を大幅に
削減し、劇的な軽量化や剛性強化が可能に
なります。
トポグラフィー最適化
板構造の剛性向上のためのビードやエンボスを自動生
成します。
構造最適化・軽量化 Solutions
Altair OptiStruct
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フリー形状最適化
板構造の部品毎の板厚値や梁
構造の断面形状を最適化しま
す。離散変数を用いて、決めら
れた板厚のみを組み合わせて最
適な構造を求めることができます。
真にオープンなシステムであるという理念の下に開発された HyperWorks は、
PLM 市場における商用 CAD や他の CAE ソリューションとの相互運用性を幅
広くサポートしています。
常に最高峰の製品開発を追求する多くの製造業において HyperWorks は、
開発時間の短縮、製品イノベーションの加速といった効果をもたらし、品質とロ
バスト性向上を実現する決定的なソリューションとして採用されています。
Altair HyperMesh
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HyperWorks は、優れた製品を効率的かつ高い費用対効果で生み出すこと
を可能にする CAE シミュレーションソフトウェアプラットフォームです。
指定した候補形状の組み合
わせにより、有限要素形状を
最適化します。候補形状は
HyperMesh のメッシュモーフィン
グ機能により容易に定義すること
が可能です。
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OptiStruct は、総合的概念設計および構造最適
化のための有限要素ベースのテクノロジーです。革新
的な概念設計の作成により、技術者や設計者が軽
量かつ構造的に効率の良い設計を迅速に開発するこ
とを支援します。
OptiStruct の複数の最適化機能を自由に組み合わ
せて使用することにより、初期設計段階から詳細設
計段階までの各段階で軽量化・工数削減が可能です。
形状最適化
材料最適化
部材の材料定数値を最適化します。
軽量化のための最適化ツールを備えた HyperWorks
HyperWorks は、構造向け概念設計および設計の微調整機能を備えた、解析、最適化のための統合ツール OptiStruct、ソルバーニュートラルな
設計の検証、スタディおよび最適化ツール HyperStudy、コンセプト設計のためのデザイナー向けソリューション solidThinking Inspire を装備しています。
HyperStudy
HyperStudy は、任意の外部ソルバーのモデルに対し
て最適設計支援のための各種スタディを行うツールです。
解析の種類を限定しないため、非線形構造解析、
機構解析、熱流体解析など様々な現象における最
適化、またそれらの組み合わせによる複合領域の最
適化、実験計画法による設計パラメータの応答に与
える影響の確認、およびロバスト性の評価等が可能
です。
最適化手法
HyperStudy は複合領域スタディ機能および信頼性、
ロバスト性最適化機能を備えています。
・アダプティブ応答曲面アルゴリズム（逐次改訂型）
・可能方向法
・逐次２次計画法
・遺伝的アルゴリズム
・ユーザー定義の最適化エンジン
ロバスト性最適化
通常、最適解は制約条件ライン上に存在するため、
最適化により得られる解は僅かな変化（例えば、設
計変更であったり、製造上の誤差など）で制約を満
たさない結果（危険な設計）となります。制約値に
対して信頼性を付加し、製造上のバラツキに依る性
能変化を考慮した最適値を求めることで、信頼性の
高い結果が得られます。
・ユーザー定義の実験計画
スタディマトリックスは、制御もしくは非制御のどちらも
可能な連続変数、離散変数または文字列から成り
立っています。
多目的関数最適化
多くの設計問題での評価関数にはトレードオフの関係
があります。単目的関数の最適化では１つを目的関
数に、その他を制約条件にしなければなりませんでし
たが、多目的最適化機能を用いることで、複数の目
的関数を扱うことができます。これにより、トレードオフ
の関係をパレート解として可視化し、最適解を選択で
きます。以下の２つの多目的最適化アルゴリズムを有し
ます。
・ MOGA （多目的遺伝的アルゴリズム）
・ GMMO （勾配型多目的関数最適化）
/FUNCT/3
curve_0.1
{for(eps = 0; eps
ps <= 0.46; eps+=0.01)}
{eps, %20.12e}{a1+10^b11*eps^n11+10^b12*eps^n12,%20.12e}
a1
{endloop}
/FUNCT/33
ju
{for(eps = 0; eps <= 0.46; eps+=0.01)}
)}
{eps, %20.12e}{a1+da2+10^b21*eps^n21+10^b22*eps^n22,%20.12e}
実験計画タイプ
・
・
・
・
・
・
・
完全実施要因計画
一部実施要因計画
中央複合計画
Box-Behnken 計画
Plackett-Burman 計画
ラテン超方格計画
Hammersley 計画
{endloop}
/FUNCT/333
sen
{for(eps = 0; eps <= 0.46; eps+=0.01)}
{eps, %20.12e}{a1+da2+da3+10^b31*eps^n31+10^b32*eps^n32,%20.12e}
{endloop}
モデリング・ビジュアライゼーション
設計最適化
HyperMesh
OptiStruct
CAE モデリング
構造最適化
HyperShape/CATIA
BatchMesher バッチメッシング
構造最適化
CATIA アドオンツール
HyperView
総合ビジュアライゼーション
HyperGraph
エンジニアリングデータ分析
HyperStudy
最適化・ DOE ・ロバスト設計
HyperCrash
衝突安全解析モデリング
HyperMath
数値解析エンジン
MotionView
マルチボディダイナミクスプリポスト処理
デザイン
シミュレーション
solidThinking Evolve
3D モデリング・レンダリング
RADIOSS
構造・振動・衝撃シミュレーション
solidThinking Inspire
概念設計ツール
AcuSolve
熱流体 - 構造連成シミュレーション
MotionSolve
マルチボディダイナミクスシミュレーション
エンタープライズソリューション
HyperForm
プレス成形シミュレーション
HiQube
ビジネスアナリティクス
HyperXtrude
押し出し成形シミュレーション
PBS Works
オンデマンドコンピューティング
HyperWorks Enterprise
エンタープライズ環境
製品設計開発のための CAE トータルソリューション HyperWorks
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All Access.
[Altair Japan] で検索
Altair の HyperWorks プラットフォームは、サードパーティのアプリケーションにも
門戸を開いており、ユーザーは革新的なソフトウェアライセンス体系のもと、共
有ライセンスを利用してすべてのソフトウェアに必要に応じてアクセスすることがで
きます。 Altair では自社開発の 28 のソリューションにパートナー企業によるアプ
リケーションを新たに追加して HyperWorks プラットフォームを拡張し、 50 以上
のアプリケーションを提供しています。ユーザーは既に取得済みの HyperWorks
ソフトウェアライセンスを使って、サードパーティ製アプリケーションを含むすべての
アプリケーションをほぼ追加料金なしで利用することができます。

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