ANSYS Workbench 支架拓扑优化案例
01实例介绍
拓扑优化可以应用于结构的概念设计与轻量化设计中,可以为设计师提供更多的设计可能性。本实例使用一个支架模型,如图1所示,对其进行结构拓扑优化。
图1 支架几何模型
02分析流程
(1)启动ANSYS Workbench,加载Static Structurall结构静力学模块。
(2)右键单击A3单元格,选择弹出菜单项Import Geometry→Browse...,弹出文件选择对话框,选择几何模型文件ex5-1\ex5-1.scdoc。(案例文件下载地址见文章底部)
(3)双击A4单元格进入结构静力学模块,使用默认材料。
(4)单击模型树节点Mesh,在Details of Mesh中确定模型整体单元长度为4mm。
(5)右键单击模型树节点Mesh,选择Insert→Method,添加网格控制方法,选择模型所有part,将其网格划分方法设定为MultiZone。
(6)右键单击模型树节点Mesh,单击弹出菜单项Generate Mesh生成模型网格,如图2所示。
图2 模型网格划分
图3 固定约束
(8)右键单击模型树节点Static Structural,选择Insert→Force,插入一个均布载荷,在支架平面上加载方向竖直向下的载荷2000N,如图4所示。
图4 均布载荷
(9)右键单击模型树节点Solution,选择Solve进行计算。
(10)计算完成后,使用Solution→Insert→Equivalent Stress,插入一个等效应力结果,使用Solution→Insert→Total Deformation,插入一个模型位移结果,得到等效应力及位移云图如图5所示。
图5 等效应力与位移云图
(12)双击B5单元格进入拓扑优化模块,在这里可以使用默认的优化区域、目标、响应约束设置,如图7所示。
图7 优化设置
图8 拓扑优化结果
图9 加载设计验证模块
图10 拓扑优化后模型处理
图11 优化后的模型显示
(17)在模型树节点中,可以看到当前的模型还不是一个实体模型,是由多个Facets面组成,需要全选所有Facets,选择Convert to solid→Merge faces功能,将面模型转化为实体模型,如图12所示。图12 转化实体模型
图13 优化模型计算结果
作者:CAE简单学
精选:王华军
编辑:刘义美
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