Stitches コンポーネントを使用したトラスの作成

今回は Karamba3D の Stitches コンポーネントの使用法についてです。

このコンポーネントは名前の通り"縫う"機能を持っています。設定した要素群同士をつなげます。

このコンポーネントの特徴は、Grasshopper のほかのコンポーネントを使用してラインを作成し、それを Karamba3D に取り込むという作業を必要としないところにあります。 そのため最適化等の複数のモデルから最適解を求める問題の場合、karamba3D に要素を取り込むという作業をなくすことができるため、計算コストの削減につなげることができます。

モデルの作成

Stitches コンポーネントは ver1.0.9 でわかれていた「Simple Stitch」「Stacked Stitch」「Proxy Stitch」を 1 つにまとめたコンポーネントです。 基本的に要素間をつなげることは同じなので、ここでは最も基本的な Simple Stitch を使用します。

まずモデルを作成します。

ラチス材を Stitches コンポーネントを使用して作成するので、枠だけ作ります。 荷重は鉛直方向に 1g、境界条件は下弦材の端部をピンとしています。
ここで重要な点は、Line to Beam コンポーネントで梁要素を作成するときに BeamID を設定することです。Stitches コンポーネントは設定した ID の要素間を接続するものなので、しっかりと設定しましょう。ここでは下弦材の ID を「A」、上弦材の ID を「B」としています。

Stitches を使ったラチスの作成

ではここからが本題です。

始めに Make Element Set（MKSet）コンポーネントを使用して要素セットを作成します。 セットは要素の ID で作成するので、先程作成した ID を使用して 2 つの要素セットを作成します。 セットにも ID が必要なのでここでは SET1、SET2 としています。

下準備ができたので、Stitches コンポーネントを使用します。 BeamSets には先程設定した２つの要素セットを入力します。 NConnect は、セット間を何本接続するか入力します。 ここでは 4 本としていますが、次の記事で行う最適化のパラメータの 1 つとしています。

Stitches コンポーネントだけでは要素を作成できません。次に Mapper コンポーネントを使用します。使用手順は以下です。

1. Assemble Model コンポーネントで作成したモデルを Model へ入力
2. Stitches コンポーネントの出力を Mappinng へ入力
3. Params には繋ぎ方のパラメータを入力

ここで Param へは Gene Pool コンポーネントを使用して入力しています。 パラメータはセットの中での要素の全長を 1 として、どこを始点、終点とし繋ぐかを設定します。 たとえば「0.5」「0.5」と入力すれば中央に要素が配置されます。 始点と終点を指定するため繋ぐ本数に対して 2 倍のパラメータの設定が必要です。

出来たモデルを Mapper コンポ―ネントの出力から、例えば Analyze コンポーネントに入力すれば解析ができます。

次の記事では、このモデルを使用して形状の最適化を行っていきます。