Abaqus拓?fù)鋬?yōu)化實(shí)例

2017-09-24 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

拓?fù)鋬?yōu)化是在優(yōu)化迭代循環(huán)中,以最初模型為基礎(chǔ),在滿足優(yōu)化約束(比如最小體積或最大位移)的前提下,不斷修改指定優(yōu)化區(qū)域單元的材料屬性(單元密度和剛度),有效的從分析模型中移走單元從而獲得最優(yōu)設(shè)計(jì)。其主體思想是把尋找結(jié)構(gòu)最優(yōu)化的拓?fù)鋯?wèn)題轉(zhuǎn)化為給定設(shè)計(jì)區(qū)域?qū)で笞顑?yōu)材料分布的問(wèn)題。下面以一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)例展示拓?fù)鋬?yōu)化在Abaqus中實(shí)現(xiàn)的主要流程。

1. 模型的描述

模型為橫梁,長(zhǎng)50mm,高15mm,厚1mm。材料為低碳鋼,密度7.9e-t/mm3,彈性模量2e5,泊松比0.3。優(yōu)化的目標(biāo):求在體積減少50%的情況下,按照應(yīng)變能最小,進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化。

圖1 模型示意圖

2. 有限元模型的建立

建模時(shí),采用2D的Shell模型,用平面應(yīng)力單元進(jìn)行網(wǎng)格劃分,并創(chuàng)建一個(gè)靜態(tài)分析步。

邊界:橫梁上邊左右兩端點(diǎn)為固定支撐,如圖2所示

載荷:下邊線中點(diǎn)受集中力F=10N,如圖3所示。

圖2 橫梁上邊兩端點(diǎn)固支約束

圖3 橫梁下邊中點(diǎn)受向下10N載荷

3. 基礎(chǔ)模型的分析結(jié)果

圖4 基礎(chǔ)模型的Mises應(yīng)力云圖

4. 創(chuàng)建優(yōu)化任務(wù)

進(jìn)入Abaqus的優(yōu)化模塊,單擊工具欄中的創(chuàng)建優(yōu)化工具,在彈出的優(yōu)化任務(wù)對(duì)話框中選擇拓?fù)鋬?yōu)化任務(wù),并編輯優(yōu)化任務(wù),凍結(jié)載荷和邊界區(qū)域,如圖5所示。

Abaqus拓?fù)鋬?yōu)化實(shí)例abaqus有限元培訓(xùn)教程圖片5

圖5創(chuàng)建設(shè)計(jì)響應(yīng)

5.優(yōu)化任務(wù)定義

單擊工具欄中的創(chuàng)建設(shè)計(jì)響應(yīng)工具,選擇Single-term。分別創(chuàng)建應(yīng)變能設(shè)計(jì)響應(yīng)、中點(diǎn)位移設(shè)計(jì)響應(yīng)以及體積的設(shè)計(jì)響應(yīng),如圖6所示。