閑著無聊嗎？傻瓜式教你車架拓撲優化

2016-11-22  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

拓撲優化,實際上就是均勻分布材料的空間域在一定的負載和約束條件下,通過數學方法計算得到材料的最佳分布方案

Hypermesh是一款CAE軟件包,它具有的強大的有限元網格劃分前處理功能,在處理幾何模型和有限元網格的效率和質量方面,HyperMesh具有很好的速度,適應性和可定制性。(在這小編不多做介紹,感興趣可自尋上網搜尋了解)

話不多說,直接進入主題

打開hypermesh后選擇optistruct求解器

導入模型之后,我們要做的事情就是模型的處理。將自由邊轉換成共享邊,使用下面的工具。

進入面板后會發現有些邊是紅色,有些是綠色。紅色的表示自有邊,綠色的表示共享邊,我們要做的將模型面與面相交的邊變成共享邊,否則對之后網格劃分的連接性會有影響。

處理完之后就如上圖那樣了(還有一些自由邊,但是那不影響網格劃分)

劃分網格:

在此小編設置的網格尺寸是8

(這里面還有其他的面板選擇,小編也不是很懂,有空的話可以自己去學習)

接下來先定義剛性單元:(把懸架看做是剛體,至于為什么,小編還無法很好解釋)

這里要注意主從點的選擇,1箭頭指的是主點,2指的從點,從點能有多個,主點只能是一個。小編在選擇上端點為主點。

拓撲優化的過程大致有:定義材料屬性,施加載荷以及邊界條件,定義工況,響應以及目標函數。

定義材料:(注意紅色箭頭,有點小)

參數的設置如下圖(僅供參考)

定義屬性:

在這里設置殼單元厚度為20

定義兩個載荷集:(注意紅色箭頭)

命名的話看自己喜好,在此小編定義了force和spc兩個載荷集。

接下來是施加力和約束:

此時要特別注意右下角的箭頭,這里顯示spc,說明你施加的載荷會存儲在spc這個集里,當施加力時,就要更改這里,改為force載荷集。(小編語文能力差無法細說,需要你們自尋看書了解,在此只做個提醒)

在此小編約束了后懸的六個自由度,在前懸施加了反向1000N的力

接下來定義工況:

(spc選擇spc載荷集,load選擇force載荷集)

定義響應,邊界條件,目標函數:

在此小編定義了質量分數(massfrac)以及加權應變能(weighted comp)兩個響應

邊界條件:(這里的設置表示質量不超過總質量的百分之30)

目標函數:(表示加權應變能最小,柔度最小,剛度最大)

最后就是定義設計變量:

還有不能忘了給component賦予屬性:(右擊Fill,點擊Assign)

完成以上步驟后就可以求解了

看,下面就是優化的結果:(雖然有點挫,但是很有成就感有木有)

熟悉之后就可以自己去施加不同的工況,求得各種解了,然后就可以讓你不再無聊了。

PS:下載模型素材

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