第２部門③

[22001-06-02] Topology Optimization for Periodic Microstructure with Elasto-plastic Material Using FFT-based Homogenization (Proceedings of Symposium on Applied Mechanics)

*Masayoshi Matsui¹, Hiroya Hoshiba¹, Koji Nishiguchi¹, Hiroki Ogura², Junji Kato¹ (1. Nagoya University, 2. Shimizu Corporation)

Keywords:Topology Optimization, Elasto-plastic Material, Fast Fourier Transform, Homogenization

近年，積層造形技術の発展により，構造物の形状（マクロ構造）だけでなく材料の微視構造（ミクロ構造）を制御し，所望の特性を持つ材料を製造することが可能になりつつある．そのため，最適なミクロ構造を設計するマルチスケールトポロジー最適化が注目を集めてるが，高い計算コストにより高解像度での解析や非線形材料を想定した解析が困難であり，実設計への妨げとなっている．特に，弾塑性材料を想定した解析では，増分解析による反復計算が必要となることから線形弾性材料の場合と比べて極めて長い計算時間を要する．本研究はこれを解決するため，高速フーリエ変換(FFT)に基づく均質化手法に着目し，より計算効率に優れた新しい最適化手法を提案する．ミクロ構造に巨視的なひずみを与えたときのエネルギー吸収性能の最大化問題を対象に，既往手法との比較検証を行い，提案手法の妥当性および効率性について示す．