Tosca

お客様の要望

風力発電機のハブの概念設計変更は、例えば海洋上の用途や長い翼を採用する場合など、標準運転時および高負荷状態の両方における荷重増加に対応するために必要でした。タービンのサイズは10倍増加し、発電容量は過去20年間から1000倍増加しました。本事例は、設計者が増加する負荷要件を効率的に管理できると同時に、ハブの軽量化および剛性強化を実施した方法を紹介します。

当社のソリューション：Tosca Structureによるトポロジー最適化

トポロジー最適化は、より軽量かつ高剛性を持つ最適化された構造設計を得るために用いられます。Tosca Structure.topologyは、トポロジー最適化計算によって初期設計スペースの材料を段階的に除去し、材料を再分配します。これにより荷重を最適に受ける新しい構造を導き出します。自動化された最適化計算の中で、対称形状とキャスティング可能な形状制約が考慮され、開発プロセスにおける新しい設計提案の簡単な実装が保証されます。さらに、トポロジー最適化による新たな設計案を評価した後、Tosca Structure.shapeを使用した形状最適化が実行できます。Tosca Structure.shapeは、コンポーネントの表面で微小とはいえ必要な設計変更を行うことで、局所的に高い応力の大幅な削減につながります

お客様にとってのメリット

構造最適化により、ハブの初期設計プロセスにおいて、開発プロセス全体のスピードアップが可能になります。トポロジー最適化を使用すると、部品全体の剛性が向上すると同時に、ハブの重量を減少できます。材料の節約、輸送の容易化、組み立てプロセスの簡素化など、構想段階で得た優れたハブ構造設計案により、追加コストの削減が達成されます。局所的に高い応力低減も得られ、部品の耐久性が改善できます。Toscaの複数の機能によって統括された設計プロセスは、ロバストな設計につながり、設計上流のプロトタイプで目的を達成することが可能です。