Tosca

トポロジー最適化は、所定の荷重、境界条件、制約条件のセットに対して、所定の設計空間内で材料レイアウトを最適化するために使用される数学的手法で、系の性能を大幅に向上することを目的としています。

1. 密度ベースのトポロジー最適化: この手法は、望ましい構造性能を得るために、設計領域内の材料分布を最適化します。設計空間のさまざまな領域にさまざまな材料密度を割り当て、構造的完全性を維持しながら、低密度領域を除去または変更して重量を削減します。
2. レベルセットベースのトポロジー最適化: この手法では、設計領域をレベルセット関数で表現し、固体領域と空隙領域の境界を定義します。最適化プロセスでは、本質的な構造的性質を維持しつつ、不要な領域から材料を繰り返し除去できるようレベルセット関数を進化させます。これによって製品を最適化し、性能を向上させ、軽量化します。

• 航空宇宙関連部品: 翼部のリブやエンジンのブラケットなど、航空機の構造部品を最適化し、強度を維持しながら軽量化します。
• 自動車部品: シャーシ構造やサスペンション部品などの自動車部品を強化し、燃費と性能を向上させます。
• 消費者向け製品: 自転車のフレームやスポーツ用品の改良により、耐久性と性能を向上させ、材料の使用量を削減します。
• 医療機器: 医療用インプラントおよび手術器具を改良し、重量を最小限に抑えつつ機能性と生体適合性を高めます。
• 土木工学構造物: 橋や建物などの構造物の設計を合理化し、建設コストと環境への影響を低減します。
• 電子機器筐体: 電子機器の筐体やヒートシンクを最適化して、熱管理を改善し、完全性を維持しながら軽量化します。
• 産業機械: フレームやブラケットなどの機械部品を強化し、材料の使用量を減らしながら、信頼性と効率を向上させます。