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workbenchds拓扑优化分析

形状优化基础 指定Shape Optimization 将执行形状或拓扑优化 Shape Optimization是一个优化问题,其结构能量在减少结构体积的基础上的最小化 另一种观点就是Shape Optimization尽量得到关于体积比率的最好刚度. Shape Optimization尽可能的找寻可以在对整体结构的强度不产生负面影响的可去除的面积. Shape Optimization基于一个单独的静力结构环境下 Shape Optimization不能用于复合环境下 由于它是个优化器,尽管基于单一的静力结构分析，但其内部可以进行多次迭代,因此计算比较费时. 形状优化基础 一个简单的受到约束和螺栓载荷的部件.Shape Optimization允许用户决定在给定的载荷条件下哪些材料可以去除,假如考虑到减少重量的话. 形状优化对于概念设计或对现有设计中的重量进行缩减的设计是有用的。 形状优化过程 形状优化处理于线性静力分析很相似,因此这里不是所有的步骤都详细介绍.其中的黄色斜体的步骤是形状优化处理的特殊步骤. 导入几何体 设定材料属性 定义接触 (假如需要的话) 定义网格控制(可选择的) 定义载荷和约束 指定Shape Optimization计算结果 设置Shape Optimization选项 求解模型 观察结果 网格控制 网格的密度影响求解的精度 如同其它分析，这对形状优化也是正确的.细化网格使得计算比较耗时,但是材料可去的除面积将更清楚的被定义,如下面的例子所示: 载荷和约束 任何结构载荷和约束都可以用于Shape Optimization 由于Shape Optimization在载荷和约束的基础上尽量减少体积和增大刚度, 因此载荷和约束十分重要并会影响结果. Shape Optimization一般在载荷施加的地方和约束反作用于载荷的地方保持材料不变. 不同的载荷和约束条件将会产生不同的载荷路径，因此Shape Optimization结果将不同. 仅受压约束是非线性.由于Shape Optimization是一个优化问题，非线性约束会增加求解的时间. 设定求解结果 对于形状优化,仅有Shape Optimization 的结果是有效的 对于Shape Optimization,简单指定缩减的目标量(缺省时20%缩减量) 注意，太大的材料缩减将导致行架式的结构 求解模型 模型建立完毕可以如其它分析一样选择Slove 按钮进行形状优化. 由于需要多重迭代,因此在同一个模型上的形状优化比单独的静力分析花费时间要长. 求解下拉菜单下的Worksheet工具条中提供详细的求解输出，包括执行优化的循环次数. 观察结果 求解完成,可以观察Shape Optimization结果 如图例所示,橙色代表可去除的材料，褐色的是边缘 初始和最终结构的质量的详细比较(包括边缘材料) 拓扑优化分析实例 目的: 利用形状优化工具来预示下图的模型在潜在的几何改变后导致质量缩减40%的情况. ANSYS BASIC TRAINING DS拓扑优化分析