形状リカバリーツール - OSSmooth

OSSmoothは、構造最適化によって得られた結果を、設計プロセスおよびFEA再解析において使用するための形状情報に戻すことのできる半自動化された形状リカバリーソフトウェアです。

OSSmoothツールには、OptiStructのインストールに付属するスタンドアロンバージョンと、HyperMeshに組み込まれているバージョンの2種類があります。

OSSmoothは、OSSmooth for geometry、FEA topology reanalysis、FEA topography reanalysisが使用できます。

OSSmooth（ジオメトリ用）は、以下のような使い方ができます：
  • トポロジー最適化結果を基に、等密度境界サーフェス（アイソサーフェス）作成。
  • トポグラフィー最適化結果を基に、設計サーフェス上にビードを作成。
  • 形状最適化からの結果形状を復元し、スムーズ化。
  • 所定の三角パッチの集合の中で小さなパッチを結合することで、サーフェスデータ量を減らすことができます。
  • 三角パッチとしてなめらかなサーフェスデータを生成できます。
FEA topologyおよびFEA topographyの場合、OSSmoothを使って以下を実行することが可能です：
  • 複数の設計コンポーネントについてのコンポーネントの境界の保持。
  • 非設計空間周りの要素の人工的な層あり/なしの形状リカバリー。
  • 'by property'（プロパティ毎）によるアイソサーフェスのテトラメッシュ。
  • 形状リカバリーに際し、再解析を素早く行うための境界条件の保持。


図 1. OSSmoothワークフロー. OptiStructからの最適化結果を解釈するためのOSSmoothの動作の概要。

これらOSSmoothの3つの機能のそれぞれに対応するサブパネルが、HyperMeshのOSSmooth ツールのオプションに用意されています。OSSmoothは通常、トポロジー、トポグラフィーおよび形状最適化結果を解釈することによる形状リカバリーに使用され、FEA topologyとFEA topographyは、FEA再解析のための境界条件と共にリカバーされた形状を生成するために使用されます。

OSSmooth（ジオメトリ用）が稼働するためには、パラメータファイル（通常、ファイル拡張子.ossを有する）が必要です。このパラメータファイルは、HyperMeshのOSSmoothツールで生成するか、もしくはテキストエディターを使って手動で作成できます。最適化の実行が完了すると、OptiStructは、最適化実行のタイプに応じたデフォルト設定を含むOSSmoothパラメータファイル<prefix>.ossを自動的にエクスポートします。OSSmoothのtoolパラメータに2次のオプションが追加されました。

パラメータファイルに加え、OSSmoothは、OptiStruct実行で用いる入力ファイル（<prefix>.fem）、結果ファイルの1つである形状ファイル（<prefix>.sh）、および/または節点ファイル（<prefix>.grid）も必要とします。節点ファイル<prefix>.gridにはトポグラフィー最適化または形状最適化後の節点の位置情報が記述されており、これらの最適化の実行後に出力されます。形状ファイル<prefix>.shには、トポロジー最適化の要素密度情報が記述されており、トポロジー最適化の実行後に出力されます。OptiStruct以外のトポロジーの結果に対して OSSmooth を使用する場合、単純なxyデータを使用することができます。

FEA topologyの場合、実行に先駆けて入力モデル（<prefix>.fem）がHyperMeshに読み込まれる必要があり、その点がOSSmoothとは異なります。また、トポロジー最適化によって生成された形状ファイル（<prefix>.sh）も必要です。非設計要素の処理には、形状リカバリーのための2つのオプション、Keep smooth narrow layer aroundとSplit all quadsが用意されています。

FEA topographyは、実行のためにグリッドファイル（<prefix>.grid）が必要です。FEA topologyと同様に、FEA topologyと同じ機能を行うアイソサーフェス用のオプションと共に、まずHyperMeshに入力ファイル（<prefix>.fem）が読み込まれる必要があります。
注: 現時点では、OSSmoothではOptiStructのロングフォーマットによる入力データが認識されません。この問題の有効な解決方法は、OSSmoothを実行する前に、ロングフォーマットによる入力データをいったんHyperMeshにインポートし、通常のOptiStructテンプレートを使用してエクスポートすることです。OSSmoothにより解釈された設計は、IGESサーフェス、STLファイル、または Hyper3Dファイルとして、バルクデータフォーマットの有限要素メッシュとしてエクスポートすることが可能です。