拓扑优化简介和在ansys软件中的实现

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,IN CORPORATED,拓扑优化简介及在 ANSYS,软件中的实现,ANSYS TRAINING,主要内容,IN CORPORATED,拓扑优化概述,ANSYS中拓扑优化过程,实例讲解,ANSYS TRAINING,IN CORPORATED,拓扑优化概述,工程结构优化,尺寸优化:以几何尺寸为设,计变量,而材料的性质,结构,的拓扑和几何形状保持不变,mmmmmmmmmmmmmmmmm,形状优化:以连续体几何区,域的边界线或边界面为设计,变量,拓扑保持不变。,拓扑优化:寻求结构的最优,拓扑一在计区域内寻求,材料的最优分布问题,ANSYS TRAINING,拓扑优化概述,IN CORPORATED,拓扑描述方式拓扑优化求解算法,均匀化方法,有限元法,密度法,优化则法,变厚度法,序列凸视刻法,拓扑函数描述法,无网格法,设计变量多,计算规模大,目标函数和约束函数一般为设计,变量的非线性、非单调函数,经常出现多孔材料、棋盘格现象、网格依赖性和局部极值问,题等数值计算问题,拓扑优化概述,IN CORPORATED,依赖于单元的伪密度来决定材料,去留,O(去掉)、1(保留),可用来解决以下问题:,(1)体积约束下的最大刚度设计:以柔顺度为目标函数,体积为,约束函数,(2)刚度约束下的最小体积优化:以体积为目标函数,刚度为约,束函数,(3)体积约束下的最大动刚度设计:以n阶自振频率为目标函数,体积为约束函数,(4)以上多种工况的组合优化问题,ANSYS TRAINING,ANSYS ANSYS中拓扑优化过程,求解步骤,操作方式,定义需要求解的结构,批处理的方式-ms0umo,DEF,R8,1,.61,选择合理的优化单元,APD语言mrE,PnsT1,设定优化和非优化的区域,GUI交互方式-m,m,PLHSOL,TOPO,定义载荷步或諾要提取的频率,TUPEXE,一般用户,FINISH,Is1BpI。rer,对优化过程进行定义,彐,三 Finish,计算并查看结果,ANSYS TRAINING,IN CORPORATED,YS ANSYS中拓扑优化过程,且 Preferance,建立几何模型,直接在 ANSYS中建立,导入CAD三维建模软件中中性格式日,PRO/E软件与 ANSYS软件无缝连,日eate,Keypoints,NODA,定义单元类型,冒de3,拓扑优化的有效单元类型为:,PLANE2*或 PLANE82*,sOLD92或SoLD95,由 Transducers,SHELL93,日C,定义实常数(壳厚度等),团 Check geor,E Celie Sector,pane,roIo应用,E update Geom,回名国部,用立件夹,IN CORPORATED,YS ANSYS中拓扑优化过程,定义材料属性,要求输入杨氏模量及泊松比;,注意泊松比不是缺省的03,需要定义,对重力、旋转或惯性载荷需要定义密度:,记住使用统一的单位制,最方便的是使用材料库(MPREAD with the LIB option,or Preprocessor Material Props Material Library),私省 ria Library,ANSYS中拓扑优化过程,IN CORPORATED,划分网格,对清楚的拓扑结果建议采只对类型号为的单元进,用细而均匀的网格。然而,优化执行多次,因此网格,行优化,若想排除优化的,过细运行时间也会增加,区域,将该区域单元类型,将不优化的单元类型设置1设为2或更大,为2或更大。,TYPE 2,TYPE 1,优化的,elements,elements,不参与优化的,ANSYS TRAINING,