基于hyperworks的集中力扩散结构优化设计ppt课件.ppt

Hyperworks仿真技术竞赛基于hyperworks的集中力分散构造优化设计Hyperworks仿真技术竞赛ß问题描画ß拓扑优化方法及流程ß前处置阶段ß后处置阶段ß拓扑优化ß构造设计ß设计构造的分析计算问题描画 如以下图1所示的平板构造，宽600mm，高350mm，厚20mm，左右两端受对称束〔UX=0、ROTY=0、ROTZ=0〕，上端固支，下端仅限制法向位移〔UZ=0〕平板下端中央部位120*20mm区域内接受200MPa的均匀压力知平板资料为铝合金，弹性模量E=70GPa，泊松比v=0.3，屈服极限280MPa，密度2.8103kg/m3图1问题描画构造设计要求如下：1〕除图中顶端20mm高度区域外其他部分为可设计区，构造保管质量不超越可设计区域的30%；2〕平板上端Y向的最大应力最小化；3〕构造不得发生屈服和任何方式的失稳；4〕设计方案构造简练合理，满足机加工消费工艺要求拓扑优化方法及流程基于HyperWorks的构造拓扑优化设计的流程是：首先在三维CAD软件中〔或在HyperMesh中〕建立对象几何模型，然后在HyperMesh中进展前处置，利用优化面板定义设计区域、目的函数和约束条件，提交Optistruct中进展拓扑优化迭代求解，然后反复结合构造拓扑优化结果，并思索制造装配要素对模型进展改良，再进展分析，直到改良后的模型满足要求为止。

模型拓扑优化的设计流程如图2所示拓扑优化方法及流程图2前处置阶段建立构造的几何模型图3前处置阶段导入几何模型图4前处置阶段划分网格图5前处置阶段创建边境条件图6后处置阶段静力分析位移云图图7后处置阶段静力分析合应力云图图8后处置阶段静力分析Y向应力云图图9拓扑优化*设计变量 选中design即设计域定义为优化的设计变量然后选择Parameters子面板，在Stress Constraint中选择Stress=并输入应力屈服极限值280，点击 update，完成优化的设计变量的定义呼应 mass和stress，类型分别为massfrac和static stress*约束 mass≤0.3*目的函数 minmax stress拓扑优化单元密度分布图图10拓扑优化66次迭代后应力分布图图11拓扑优化目的函数随迭代次数的变化图12拓扑优化质量分数随迭代次数的变化图13构造设计根据拓扑优化的单元密度图得到下面的构造设计图图14构造设计构造设计尺寸图图15构造设计设计构造有限元模型图16构造设计创建边境条件后的模型图17设计构造的分析计算设计构造的位移云图图18设计构造的分析计算设计构造的合应力云图图19设计构造的分析计算设计构造Y向应力云图图20设计构造的分析计算*分析后处置，由结果云图可以得到：设计构造的最大位移为0.936mm，位于施加载荷位置的中心；设计构造的合应力最大值为250MPa，在屈服极限以内，其中Y向最大应力也为250MPa；屈曲因子1.443106 > 1，不会发生屈曲失稳。

质量分数到达要求故得出结论，图14所示构造为满足要求的优化设计构造。