メッシュ生成ツール

メッシュ生成は、頂点、曲線、面および立体の形状データによる構造物の幾何学形状を作成し、容易にメッシュを生成することができます。FEMtools Mesh Tools は、メッシュ生成とメッシュ操作のためのツールボックスです。そのメッシュ・ツールは、次のようなコンポーネントで構成されています。

● サーフェス、ボリュームのメッシュ生成
● 非構造化メッシュ生成
● 2Dメッシュの押出し、回転による3Dメッシュ生成
● 移動、回転、ミラーリング等のメッシュ変換機能
● フリーメッシュ変形
● 有限要素パラメータおよび応答の管理

● FEMtools Scriptプログラミング言語
● FEMtools API関数ライブラリ

フリーメッシュ変形（FMD）

FEMtools Mesh Toolsはメッシュ・モーフィング用の一群のツールを含んでいます。これらのメッシュモーフィング手法は、格子をベースにしたフリーメッシュ変形の手法です。フリーメッシュ変形は、メッシュを囲む格子を使って3次元メッシュを変形させるテクニックです。格子セルを変形させることによって、関連のあるメッシュが同じように変形します。

● フリーメッシュ変形
● メッシュ・モーフィング
● 形状と寸法の最適化
● スクリプトを使用した自動データ処理

有限要素メッシュをローカルに、またはグローバルに変形させるためのアルゴリズムによって、設計や構造最適化への応用が可能になります。

形状の最適化

構造解析における形状は、剛性または質量の分布、負荷経路、および大きな応力勾配の存在に直接関係してい ます。そのため、次のようないくつかの実際的な解決方法が存在します。

● CADモデルの再メッシング
● FEモデルに対するメッシュ変形ツール
● 基準形状の線形結合を定義

格子セルは非常にパワフルで、多目的に使えるフリーメッシュ変形ツールです。格子セルの設計変数としてコントロールポイントの位置を定義することにより、FE-モデルの形状と寸法がより高速に定義され、効率的に最適化されます。さらに、スケルトンの使用によって、格子セルやコントロールポイントの生成に強いられる苦労が大幅に削減されます。

トポロジーの最適化

トポロジーの最適化の狙いは、空間内で構造物が最適な挙動を行えるようにするために、事前に記述された量の材料をどのように配置するかを見つけることです。したがってトポロジーの最適化問題は、本質的には設計空間のどのポイントが材料を持ち、
どのポイントが持たないかという離散化問題です。

● 最小静コンプライアンス設計
● 最大基本固有値設計
● 最小動コンプライアンス設計

トポロジーの最適化の結果は、更なる改良の出発点として役立ちます。これはCADでの設計のやり直しや再メッシング、メッシュの直接的なスムージングを含みます。さらに応力や変位、共振周波数などに関する補足制約を受ける寸法の最適化や形状の最適化を続けることも可能です。

トポメトリーの最適化

トポメトリーの最適化は、寸法の最適化を一般化したものです。トポメトリーの最適化は材料を追加したり取り除いたりする最適な場所を見つけるために使用することができます。その最適化は、構造物の現在の設計の有限要素モデルからスタートします。

応答解析

FEMtoolsの応答解析により、実稼動時の変位、速度、加速度が得られます。調和応答解析やサブストラクチャリング解析により構造物の周波数応答を推定することができます。構造ダイナミクス解析では、モードシェープや静的形状の解析応答と実験による応答（ODSなど）を比較するために、ダイナミクス解析、相関分析が使用されます。
 
● 調和応答解析
● 外力同定解析
● サブストラクチャリング解析
 
相関分析に基づいて、解析結果データベースには応答変位（強制変位、集中荷重、圧力荷重などに伴う）が定義されます。また、実稼動形状およびアップデート後の有限要素モデルから、加振力を求め、静的/動的応答解析に応用することができます。