HS-1650: Inspire Studioを使用したビーム断面スタディ

このチュートリアルでは、HyperStudyを使用してInspire Studioで形状変更を行い、異なる寸法が応答に与える影響を調べます。

開始に先がけ、本チュートリアルで使用されるモデルファイルを<hst.zip>/HS-1650/から自身の作業ディレクトリにコピーします。

本チュートリアルでは、以下の項目について学習します：

Inspire Studioを使用して I型ビーム断面の寸法を変更し、新しいCAD ファイルを作成します。
CADファイルをHyperMeshに読み込み、自動化スクリプトで有限要素モデルを作成します。
OptiStructで有限要素モデルを実行し、変位結果を抽出します。

設計変数：

Width
Height
Web Thickness
Flange Thickness

応答：Y軸に沿った最大たわみ

有限要素モデル：

六面体メッシュ
一端が全方向に固定
もう一方の端で正のY方向に加えられる曲げ荷重

Inspire Studioでの設計変数の指定

Inspire Studioを開きます。
モデルを開きます。
1. メニューバーから、File > Openをクリックします。
2. ファイルを開くダイアログで、作業ディレクトリから Ibeam.iStudioを開きます。
Analysis（解析）リボンのDesign Table（設計テーブル）グループでDesign Table（設計テーブル）ツールをクリックします。
設計テーブルダイアログが開きます。
Modelブラウザで Sketchを選択し、設計テーブルダイアログに使用可能な変数を入力します。

図 3.

すべての変数を選択し、右のウィンドウに移動させ、以下のように MinとMaxの値を指定します。

すべての寸法の単位はメートルです。


変数	名前	Min	Max
Length D74	Width	0.08	0.12
Length D75	Flange Thickness	0.008	0.012
Distance D76	Wall Thickness	0.008	0.012
Distance D77	Height	0.08	0.12

エクスポートをクリックし、Ibeam.ist2hstとして作業ディレクトリに保存します。
Ibeam.ist2hstファイルには、HyperStudyで読み込むために必要な各変数の属性がすべて含まれています。Ibeam.ist2hstとIbeam.iStudioは同じ場所になければなりません。

Inspire Studioモデルの設定

HyperStudyを開始します。
以下の方法で新規スタディを開始します：
- メニューバーから、File（ファイル） > New（新規）をクリックします。
- リボン上でをクリックします。
Add Study（スタディの追加）ダイアログでスタディの名前を入力し、スタディの場所を選んでOKをクリックします。
Define Models（モデルの定義）ステップに進みます。
Ibeam.ist2hstファイルをDirectory（ディレクトリ）からワークエリアにドラッグ＆ドロップしInspire Studioモデルを追加します。
Resource（リソース）欄、Solver input file（ソルバー入力ファイル）欄がアクティブになります。
Solver Input File（ソルバー入力ファイル）の拡張子を .x_tに変更します。
Inspire Studio接続はParasolidフォーマットのCAD ファイルを提供するため、ソルバー入力ファイルの拡張子は、Ibeam.x_tとなります。
図 4.
Import Variables（変数のインポート）をクリックします。
10個の入力変数がIbeam.ist2hstファイルからインポートされます。
Define Input Variables（入力変数の定義）ステップに進み、入力変数を確認します。

図 5.
Test Models（モデルをテスト）ステップに進み、Run Definition（計算実行）をクリックします。
スタディのディレクトリ内に、approaches/setup_1-def/ディレクトリが作成されます。approaches/setup_1-def/run__00001/m_1ディレクトリには、ベースランの結果での出力ファイル (Ibeam.iges)が含まれます。

HyperMeshバッチ演算子モデルの設定

Inspire Studioモデルの実行が完了すると、ジオメトリファイルIbeam.igesが出力されます。このファイルはHyperMeshによって読み込まれ、作業ディレクトリにある automation.tclスクリプトによって有限要素モデル（Ibeam.fem）が作成されます。

Define Models（モデルの定義）ステップに進みます。
演算子モデルを追加します。
1. Add Model（モデルを追加）をクリックします。
2. Add（追加） - Altair HyperStudyダイアログでOperator（演算子）を選択し、OKをクリックします。
3. Solver Execution Script（ソルバー実行スクリプト）をHHM Batchに設定します。
図 6.
Model Resources（モデルリソース）をクリックします。
Model Resources（モデルリソース）ダイアログが開きます。
Model Resources（モデルリソース）ダイアログで、自動化スクリプトとして使用する tcl スクリプトを参照するモデル依存関係を定義します。
1. Operator 1 (m_2)を選択します。
2. Resource Assistant（リソースアシスタント） > Add File（ファイルの追加）をクリックします。
3. Select File（ファイルの選択）ダイアログで、作業ディレクトリに進み、automation.tclファイルを開きます。
4. automation.tcl Operationを Copyに設定します。
ステップ 4を繰り返し、approaches/setup_1-def/run__00001/m_1にあるIbeam.x_tファイルを使用して、別のモデル依存関係を定義します。
Model Resources（モデルリソース）を確認し、Close（閉じる）をクリックします。

図 7.
Operator 1のSolver Input Arguments（ソルバー引数）欄で、をクリックし、以下のように引数を入力し、OKをクリックします。
図 8.

引数(m_2.file_2)はモデルリソースの識別子への参照で、どのtclスクリプトを実行すべきかをHyperMeshバッチに伝えます。
```
-tcl "C:/… /approaches/setup_1-def/run__00001/m_2/automation.tcl"
```
Test Models（モデルをテスト）ステップに進み、Run Definition（計算実行）をクリックします。
Altair HyperStudyダイアログで、Overwrite（上書き）をクリックします。
approaches/setup_1-def/run__00001/m_2には、ベースランの結果である出力ファイルIbeam.femが含まれます。

OptiStruct演算子モデルの設定

HyperMesh演算子モデルの実行が完了すると、OptiStructで有限要素解析に使用する入力ファイル（Ibeam.fem）が作成されます。

Define Models（モデルの定義）ステップに進みます。
演算子モデルを追加します。
1. Add Model（モデルを追加）をクリックします。
2. Add（追加） - Altair HyperStudyダイアログでOperator（演算子）を選択し、Label（ラベル）をOperator 2に変更し、OKをクリックします。
3. Solver Execution Script（ソルバー実行スクリプト）をOptiStructに設定します。
図 9.
Model Resources（モデルリソース）をクリックします。
Model Resources（モデルリソース）ダイアログが開きます。
OptiStructの入力ファイルとして使用するIbeam.femを参照するモデル依存関係を定義します。
1. Operator 2 (m_3)を選択します。
2. Resource Assistant（リソースアシスタント） > Add File（ファイルの追加）をクリックします。
3. Select File（ファイルの選択）ダイアログでapproaches/setup_1-def/run__00001/m_2ディレクトリに進み、Ibeam.femファイルを開きます。
図 10.
Close（閉じる）をクリックします。
Operator 2のSolver Input Arguments（ソルバー引数）欄で、をクリックし、以下のように引数を入力し、OKをクリックします。
図 11.

引数(m_3.file_2)はモデルリソースの変数名への参照で、どの入力ファイルを実行すべきかをOptiStructに伝えます。
```
C:/… /approaches/setup_1-def/run__00001/m_3/Ibeam.fem
```
Test Models（モデルをテスト）ステップに進み、Run Definition（計算実行）をクリックします。
Altair HyperStudyダイアログで、Overwrite（上書き）をクリックします。
approaches/setup_1-def/run__00001/m_3には、ベースランの結果である出力ファイルIbeam.h3dが含まれます。

出力応答の作成

このステップでは出力応答を1つ生成します: Y方向の全節点の最大変位。

Define Output Responses（出力応答の定義）パネルに進みます。
最大変位出力応答を作成します。
1. Directory（ディレクトリ）から、approaches/setup_1-def/run__00001/m_3にあるIbeam.h3dファイルをワークエリアにドラッグ＆ドロップします。
2. File Assistant（ファイルアシスタント）ダイアログでReading Technology（読み取り技術）をAltair® HyperWorks® (Hyper3D Reader)にセットし、Next（次）をクリックします。
3. Multiple Items at Multiple Time Steps（複数タイムステップで複数のアイテム）を選択し、Next（次）をクリックします。
4. 以下のオプションを定義し、Nextをクリックします。
  - TypeをDisplacement (Grids)に設定します。
  - Requestを First Request - Last Requestに設定します。
  - ComponentをYにセットします。
  図 12.
5. Data Sources and Responsesで、Single Data SourceとCreate Individual Response (Maximum)を選択します。
  
  図 13.
6. Finish（終了）をクリックします。
Evaluate（評価）をクリックします。

Maximum Displacement (Grids) Y出力応答が、ワークエリア内に追加されます。

DOEスタディの実行

DOEを追加します。
1. Explorer（エクスプローラ）内で右クリックし、コンテキストメニューからAdd（追加）を選択します。
  Add（追加）ダイアログが開きます。
2. Select Type（タイプの選択）からDOEを選択します。
3. Definition from（定義元）に、アプローチを選択します。
4. Setup（セットアップ）を選択し、OKをクリックします。
DOE > Specifications（スタディ仕様）ステップに進みます。
ワークエリア内でModes（モード）をModified Extensible Lattice Sequence（修正拡張格子配列）にセットします。
Channel（チャンネル）セレクターのSettings（セッティング）タブで、Number of Runs（実行の数）を5に変更します。
多変量効果についての最小実行数は5回です。
適用をクリックします。
DOE 1 > Evaluate（評価）ステップに進みます。
Evaluate Tasks（計算実行）をクリックします。
DOE > Post Processing（ポスト処理）ステップに進みます。
パレートプロットを確認します。
1. Pareto Plot（パレートプロット）タブをクリックします。
2. Channel（チャンネル）セレクターの上でクリックし、Multivariate effects（多変量効果）が選択されているを確認します。
3. 入力変数と出力応答の相関関係を確認します。
図 14.