《ansys拓?fù)鋬?yōu)化》ppt課件

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1、拓?fù)鋬?yōu)化拓?fù)鋬?yōu)化內(nèi)容：A.拓?fù)鋬?yōu)化的定義、目的及實例B.它是如何工作的？C.如何進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化D.拓?fù)鋬?yōu)化之后的處理E.示例拓?fù)鋬?yōu)化A.拓?fù)鋬?yōu)化的定義、目的什么是拓?fù)鋬?yōu)化?一種形狀優(yōu)化形式，給出何處可以去掉材料以減輕重量的建議滿足規(guī)定的減少材料量的同時最大化結(jié)構(gòu)剛度依賴于單元的偽密度來決定材料去留0(去掉)、1(保留)拓?fù)鋬?yōu)化...拓?fù)鋬?yōu)化的定義、目的如何應(yīng)用拓?fù)鋬?yōu)化?對概念設(shè)計…由簡單形狀諸如塊開始，依賴于載荷獲得一個概念真實形狀應(yīng)該如何獲得改進(jìn)設(shè)計的想法…發(fā)現(xiàn)在現(xiàn)有設(shè)計中何處的材料可以去掉設(shè)計旋轉(zhuǎn)車輪,開始于實體圓環(huán),利用拓?fù)鋬?yōu)化確定最佳利用材料

2、的形狀為輪輻式轉(zhuǎn)輪拓?fù)鋬?yōu)化...拓?fù)鋬?yōu)化的定義、目的拓?fù)鋬?yōu)化B.它是如何工作的?對給定載荷及邊界條件如何最佳利用材料.即確定導(dǎo)致結(jié)果最大剛度的材料分布(或最小化柔度)ANSYS給每一個單元分配一個偽密度h從0(去掉材料)到1(保留材料)等值圖h表明何處可以去掉材料對所有單元設(shè)置h=1導(dǎo)致最大剛度設(shè)計,但這是嘗試求解我們通過給定一個希望的體積減少量來約束設(shè)計。重新敘述拓?fù)鋬?yōu)化問題:服從體積約束通過變化單元偽密度從0到1使剛度最大化(或使結(jié)構(gòu)柔度最小化).ANSYS使用柔度能作為目標(biāo)函數(shù)(要減少的)這樣就是一個標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化問題:柔度能作為目標(biāo)函數(shù)體積（或

3、體積減少量）作為狀態(tài)變量單元偽密度hi作為設(shè)計變量,0

4、模量及泊松比。注意泊松比不是缺省的0.3，需要定義對重力、旋轉(zhuǎn)或慣性載荷需要密度記住使用一致的單位最方便的是使用材料庫(MPREADwiththeLIBoption,orPreprocessor>MaterialProps>MaterialLibrary).拓?fù)鋬?yōu)化步驟…建立模型劃分網(wǎng)格對清楚的拓?fù)浣Y(jié)果建議采用細(xì)而均勻的網(wǎng)格。然而優(yōu)化執(zhí)行多次因此網(wǎng)格過細(xì)運行時間也會增加將不優(yōu)化的單元類型設(shè)置為2或更大拓?fù)鋬?yōu)化步驟…建立模型拓?fù)鋬?yōu)化步驟施加載荷建模施加載荷約束–固定點，對稱邊界條件等等外載荷－力、壓力、溫度及慣性載荷諸如重力及角速度求解拓?fù)鋬?yōu)化查看結(jié)

5、果對載荷的建議:約束對結(jié)果有直接的影響。例如，橋梁模型對底邊的鉸支(UX=UY=0)及簡支(UY=0)有不同的形狀PinnedSimplySupported拓?fù)鋬?yōu)化步驟施加載荷一般來講,應(yīng)施加盡可能少的約束對多種載荷,有兩個選項:1.在一個載荷步中施加所有載荷2.在獨立的載荷步中分別施加各自的載荷(LSWRITEorSolution>WriteLSFile...)并指定多載荷步優(yōu)化求解拓?fù)鋬?yōu)化步驟施加載荷1.所有載荷作用于同一個載荷步:結(jié)果形狀對所有載荷共同作用提供最大剛度產(chǎn)生非保守逼近因為它假定所有載荷同時作用并為整個幅值拓?fù)鋬?yōu)化步驟施加載荷2.

6、每一個載荷作用于獨立的載荷步(如多載荷步):結(jié)果形狀為對每一載荷的等剛度拓?fù)鋬?yōu)化步驟施加載荷拓?fù)鋬?yōu)化執(zhí)行優(yōu)化建立模型施加載荷求解拓?fù)鋬?yōu)化問題:指定優(yōu)化控制(TOVAR及TODEF命令)體積減少量(作為百分比)載荷步數(shù)目收斂容差開始優(yōu)化(TOLOOP命令指定循環(huán)次數(shù)查看結(jié)果從主菜單選擇TopologicalOpt>-SetUp-BasicOpt…然后指定體積的減少量接下來,選擇TopologicalOpt>Run…輸入迭代數(shù),并開始優(yōu)化拓?fù)鋬?yōu)化步驟...執(zhí)行優(yōu)化拓?fù)鋬?yōu)化步驟查看結(jié)果建立模型施加載荷求解拓?fù)鋬?yōu)化查看結(jié)果通用后處理器中查看偽密度等值圖“t

7、opoplot”PLNSOL,TOPOorGeneralPostproc>PlotResults>NodalSolution…紅色表面要保留的材料(pseudo-density?1.0),蘭色表面可以去掉的材料(pseudo-density?0.0).三個有用的圖形操作(對拓?fù)鋱D):設(shè)等值圖線數(shù)為2:/CONTOUR,,2或UtilityMenu>PlotCtrls>Style>Contours>UniformContours...關(guān)閉位移縮放:/DSCALE,,OFF或UtilityMenu>PlotCtrls>Style>Displacemen

8、tScaling...關(guān)閉圖例欄:/PLOPTS,INFO,OFF或UtilityMenu>PlotCtrls>Windo