闲着无聊吗？傻瓜式教你车架拓扑优化

2016-11-22  by:CAE仿真在线  来源:互联网

拓扑优化,实际上就是均匀分布材料的空间域在一定的负载和约束条件下,通过数学方法计算得到材料的最佳分布方案

Hypermesh是一款CAE软件包,它具有的强大的有限元网格划分前处理功能,在处理几何模型和有限元网格的效率和质量方面,HyperMesh具有很好的速度,适应性和可定制性。(在这小编不多做介绍,感兴趣可自寻上网搜寻了解)

话不多说,直接进入主题

打开hypermesh后选择optistruct求解器

导入模型之后,我们要做的事情就是模型的处理。将自由边转换成共享边,使用下面的工具。

进入面板后会发现有些边是红色,有些是绿色。红色的表示自有边,绿色的表示共享边,我们要做的将模型面与面相交的边变成共享边,否则对之后网格划分的连接性会有影响。

处理完之后就如上图那样了(还有一些自由边,但是那不影响网格划分)

划分网格:

在此小编设置的网格尺寸是8

(这里面还有其他的面板选择,小编也不是很懂,有空的话可以自己去学习)

接下来先定义刚性单元:(把悬架看做是刚体,至于为什么,小编还无法很好解释)

这里要注意主从点的选择,1箭头指的是主点,2指的从点,从点能有多个,主点只能是一个。小编在选择上端点为主点。

拓扑优化的过程大致有:定义材料属性,施加载荷以及边界条件,定义工况,响应以及目标函数。

定义材料:(注意红色箭头,有点小)

参数的设置如下图(仅供参考)

定义属性:

在这里设置壳单元厚度为20

定义两个载荷集:(注意红色箭头)

命名的话看自己喜好,在此小编定义了force和spc两个载荷集。

接下来是施加力和约束:

此时要特别注意右下角的箭头,这里显示spc,说明你施加的载荷会存储在spc这个集里,当施加力时,就要更改这里,改为force载荷集。(小编语文能力差无法细说,需要你们自寻看书了解,在此只做个提醒)

在此小编约束了后悬的六个自由度,在前悬施加了反向1000N的力

接下来定义工况:

(spc选择spc载荷集,load选择force载荷集)

定义响应,边界条件,目标函数:

在此小编定义了质量分数(massfrac)以及加权应变能(weighted comp)两个响应

边界条件:(这里的设置表示质量不超过总质量的百分之30)

目标函数:(表示加权应变能最小,柔度最小,刚度最大)

最后就是定义设计变量:

还有不能忘了给component赋予属性:(右击Fill,点击Assign)

完成以上步骤后就可以求解了

看,下面就是优化的结果:(虽然有点挫,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况,求得各种解了,然后就可以让你不再无聊了。

PS:下载模型素材

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