連成解析ソフトカプセル形状の最適化 

  • カプセルに封入した薬剤(液体)の影響を考慮した構造解析を行いたい
  • ソフトカプセルの皮膜が外圧耐えられる構造か判断したい
  • 要求仕様を満たす最適なソフトカプセル形状を検討したい

薬剤(液体)が封入されたソフトカプセルの強度解析を内部薬剤の流体圧を考慮した静止流体+構造の連成解析で実施しています。 与えられた設計空間内で応答局面法を使ってソフトカプセルの最適形状を得ています。
薬剤(液体)の流体圧力効果を表現するために ANSYS の「静止流体要素」を使用しています。この要素は構造に密閉された流体の流体圧力(密閉領域内で一様を仮定)を密閉領域境界の面要素で表現し、流体ソルバーを利用することなく簡単に流体と構造の連成解析を行うことが出来ます。 ここではソフトカプセル(2次元軸対称モデル)に上下に剛体を模擬した板を配置し、底面を拘束、上面から一定の変位を与えています。
さまざまな要求仕様を満たす設計を行う場合、数多くの試作が必要となります。最適化解析は目標を達成するための設計パラメータの組み合わせを求める解析です。
本事例はソフトカプセルの『長径』、『短径』、『皮膜厚さ』を設計パラメータとし、最適化解析を行います。

解析モデル


流体圧の抵抗で皮膜が拡がる


解析結果

ソフトカプセルの強度評価

解析結果
変位荷重により押し付けた時の応力
(クリックでアニメ再生)

ソフトカプセル形状の最適化解析

さまざまな仕様を満たす設計を行う場合、数多くの試作が必要となります。最適化解析は、目標を達成するパラメータの組み合わせを求める解析です。

本事例は、前事例と同条件での解析で、ソフトカプセルの『長径』『短径』『皮膜厚さ』を設計変更パラメータとし、最適化解析を行います。

目標として以下を設定します。

解析種類

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