ABAQUS拓撲優化仿真案例

2017-03-29  by:CAE仿真在線  來源:互聯網

本文主要通過一個簡單案例來展示Abaqus/CAE中拓撲優化的仿真分析操作流程。相應的理論部分請查看上一篇文章《ABAQUS基礎介紹——結構優化》

一、問題描述

本案例無實際意義,只為拓撲優化操作流程展示。部件為三角件,下部底角固定約束,上部頂角受垂直底邊外力20N,我們想通過拓撲優化減少材料分布,并且最大化材料剛度,拓撲優化中三角件三邊不能進行改變。幾何模型如下:

二、建模與材料賦值

1)建立如上圖模型,具體尺寸無特殊要求,用戶可根據比例進行創建。

2)建立材料屬性、界面屬性、賦值材料特性,材料屬性如下:

三、創建裝配體、部件網格劃分

1)將創建的部件添加進裝配體。

2)分割實體,分割結果如下,綠色區域變為我們拓撲優化的設計區域(Design Area)。

3)通過Seed Part(部件布種),選擇合適的尺寸控制(Size Control),然后進行網格劃分,網格劃分結果如下:

四、創建分析步

創建靜態線性攝動分析步,結果如下圖:

五、創建約束

1)創建參考點,如下如

2)創建圓柱內表面與參考點的運動耦合約束,創建過程及結果如下

六、創建載荷與約束

兩個底角參考點設置為固定約束,頂角參考點設定為Y方向20N外力,結果如下:

七、創建拓撲優化

首先,切換到優化模塊(Optimization Module)

1)點擊

Create Optimization Task),在彈出的創建優化任務對話框選擇拓撲優化(Topology optinimation),點擊Continue,選擇優化區域(Design Area),點擊鼠標中鍵確認后,彈出Edit Optimization Task對話框,保持默認設置,點擊OK,完成拓撲優化任務的創建。

2)點擊

創建設計響應(Create Design Response),彈出創建設計響應對話框,選擇Single-term,點擊Continue,選擇whole model,彈出編輯設計響應(Edit Design Reaponse)對話框,在變量(Variable)下選擇Strain energy,具體如圖所示,點擊OK后,完成應變能(Strain energy)設計響應。

同理,完成體積(Volume)設計響應的創建。

3)點擊

創建目標函數(Create Objective function),輸出名稱后(可接受默認名稱),點擊Continue,彈出Edit Objective Function對話框,在name下選擇D-Response-1以設計響應值應變能最小化為目標函數。如下圖

4)點擊

輸出名稱后(可接受默認名稱),點擊Continue,彈出編輯優化約束(Edit Optimization Constraint)對話框,選擇D-Response-1,將Volume設計響應作為優化約束,并選擇體積響應初始值≤0.2,點擊OK,完成創建優化約束。

5)點擊

創建幾何約束(Create Geometric Restriction),在彈出的對話框,選擇Frozen area(凍結區域),點擊Continue,選擇設計區域的三邊(選擇默認選擇Regions,此時需切換到Faces) Done,彈出對話框,點擊OK,完成優化幾何約束的創建。

八、創建優化進程,并提交運行,查看運行結果

1)切換到Job Modue,點擊

創建優化進行(Create Optimization Process),彈出對話框保持默認設置,點擊OK,完成優化進程的創建,用戶可查看其它設計并結合Abaqus文檔進行學習。

2)點擊

優化進程管理(Optimization Process Manager),彈出對話框點擊Submit,提交優化進程,點擊Monitor,進行運行監測,查看運行中出現的信息。

3)運行完成后,點擊Result,查看優化結果,第一幅為正面圖片,第二幅為背面圖片。

文章如有不妥之處,歡迎交流討論。

相關標簽搜索：ABAQUS拓撲優化仿真案例 abaqus分析培訓 abaqus技術教程 abaqus巖土分析 鋼筋混凝土仿真 abaqus分析理論 abaqus軟件下載 abaqus umat用戶子程序編程 Abaqus代做 Abaqus基礎知識 Fluent、CFX流體分析 HFSS電磁分析 Ansys培訓