オーセチックメタマテリアル探索

事例紹介

解析の目的

感度解析を用いないヒューリスティックなトポロジー最適化により、負のポアソン比を示すゴムのブロック構造（オーセチックメタマテリアル）を探索した事例です。

モデルと解析手法

設計領域をボクセルで離散化し、探索の進行に伴ってメッシュのトポロジーを更新します。ユニットセル内部は単一の基本パターンを回転配置して構成し、周期的な整合性を持たせています。材料非線形、接触、幾何学的非線形を考慮した有限変形解析をAbaqus/Standardで実施し、最適化にはPyPopのLM-MA-ESを使用しています。

目的関数と動画の見どころ

与えた縦方向ひずみに対する横方向ひずみの最大化を目的関数としています。変形機構をあらかじめ指定せずに探索することで、荷重伝達経路やヒンジ状の接続が形成され、オーセチック変形につながる過程を示しています。