スプリングバック時のはね返り量の目標最適化

最適設計支援ツールであるOptimusと有限要素法解析ツールであるANSYS Workbenchを使用して、2次元板成型解析の自動化及び最適化を実施します。最適化計算では、スプリングバック時のはね返り量（目的関数）を所定の値にする為の最適な曲げ半径及び摩擦係数（設計変数）の組み合わせを探索します。

はね返り量に最も影響を及ぼす設計変数を把握する事もできます。探索には「応答曲面ベースの最適化」と「最適化アルゴリズムLocal Optimizationを用いた最適化」という2つのアプローチを使用し、それぞれの結果を比較します。

実験計画法には3水準要因計画を使用します。3水準要因計画は、各設計変数の最小値・中間値・最大値にてサンプリングを実施し、33=全27回のシミュレーションを実行します。結果の散布図より、摩擦係数が大きくなればはね返り量が小さくなることや、曲げ半径2が小さいほどはね返り量が小さくなることが読み取れます。さらに、相関図（下図）からは、はね返り量に最も影響を与えているのは摩擦係数、次に影響を与えているのは曲げ半径2であり、曲げ半径1はほとんど影響を与えていないことが読み取れます。

3水準要因計画で得られたサンプリングデータを基に、最小2乗法を使用して応答曲面を作成します。応答曲面を用いることで、シミュレーションの実行無しに、時間を短縮して応答値を得ることができます。また、目的関数への設計変数の寄与度、応答の3次元曲面表示等、設計空間を分析・可視化することが可能です。応答曲面モデルの精度の良さもポスト処理機能によって確認できます。