プラスチック製コンテナの軽量化

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プラスチック製コンテナの軽量化

評価する荷重条件は底面に圧力荷重を掛けた場合と取手に横方向の荷重を掛けた場合の2通りとした。



重量最小化に当たり最大撓みと最大応力が現行仕様での値を越えないことを制約条件として、各部板厚寸法(15ケのパラメータ)を自社開発プログラムとNastaran for Windowsにより最適値を求めた。


初期重量1.60kgwが13サイクル目で1.12kgwまで30%の軽量化ができた。

最適化後の寸法仕様は底面と壁面の網目部の穴を大きくする一方で厚さは増やし、また一番上のフランジ部厚みも増えている。

定性的には納得できる(当然?の)結果となったが、最適化技術を使わずに板厚を決めようとすると膨大な設計・試作工数が必要になると思われます。

【補足】
構造解析は設計案を判定するといった形になることが普通ですので、解析者から設計者へのアドバイスは定性的なものが主となります。

しかし設計とは複数の荷重条件で所定の剛性を確保しつつ、応力が許容応力値に入る最も軽い寸法形状を決める作業ですので、恐らく不満の残るところと思いつつ十分な対応ができないのが実状です。

最適化は設計者の要望に近づけられる技術ですが、評価する境界条件が必要にして十分であり、かつ制約条件(≒目標値)が妥当であることを確認しないでむやみに適用すると思わぬ最適値(?)に到達してしまうので十分な検討が必要です。

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