workbenchds拓撲優化分析

形狀優化基礎 指定Shape Optimization 將執行形狀或拓撲優化 Shape Optimization是一個優化問題,其結構能量在減少結構體積的基礎上的最小化 另一種觀點就是Shape Optimization盡量得到關于體積比率的最好剛度. Shape Optimization盡可能的找尋可以在對整體結構的強度不產生負面影響的可去除的面積. Shape Optimization基于一個單獨的靜力結構環境下 Shape Optimization不能用于復合環境下 由于它是個優化器,盡管基于單一的靜力結構分析，但其內部可以進行多次迭代,因此計算比較費時. 形狀優化基礎 一個簡單的受到約束和螺栓載荷的部件.Shape Optimization允許用戶決定在給定的載荷條件下哪些材料可以去除,假如考慮到減少重量的話. 形狀優化對于概念設計或對現有設計中的重量進行縮減的設計是有用的。 形狀優化過程 形狀優化處理于線性靜力分析很相似,因此這里不是所有的步驟都詳細介紹.其中的黃色斜體的步驟是形狀優化處理的特殊步驟. 導入幾何體 設定材料屬性 定義接觸 (假如需要的話) 定義網格控制(可選擇的) 定義載荷和約束 指定Shape Optimization計算結果 設置Shape Optimization選項 求解模型 觀察結果 網格控制 網格的密度影響求解的精度 如同其它分析，這對形狀優化也是正確的.細化網格使得計算比較耗時,但是材料可去的除面積將更清楚的被定義,如下面的例子所示: 載荷和約束 任何結構載荷和約束都可以用于Shape Optimization 由于Shape Optimization在載荷和約束的基礎上盡量減少體積和增大剛度, 因此載荷和約束十分重要并會影響結果. Shape Optimization一般在載荷施加的地方和約束反作用于載荷的地方保持材料不變. 不同的載荷和約束條件將會產生不同的載荷路徑，因此Shape Optimization結果將不同. 僅受壓約束是非線性.由于Shape Optimization是一個優化問題，非線性約束會增加求解的時間. 設定求解結果 對于形狀優化,僅有Shape Optimization 的結果是有效的 對于Shape Optimization,簡單指定縮減的目標量(缺省時20%縮減量) 注意，太大的材料縮減將導致行架式的結構 求解模型 模型建立完畢可以如其它分析一樣選擇Slove 按鈕進行形狀優化. 由于需要多重迭代,因此在同一個模型上的形狀優化比單獨的靜力分析花費時間要長. 求解下拉菜單下的Worksheet工具條中提供詳細的求解輸出，包括執行優化的循環次數. 觀察結果 求解完成,可以觀察Shape Optimization結果 如圖例所示,橙色代表可去除的材料，褐色的是邊緣 初始和最終結構的質量的詳細比較(包括邊緣材料) 拓撲優化分析實例 目的: 利用形狀優化工具來預示下圖的模型在潛在的幾何改變后導致質量縮減40%的情況. ANSYS BASIC TRAINING DS拓撲優化分析

總結

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