HyperMesh悬臂梁的拓扑优化

HyperMesh悬臂梁的拓扑优化梁的网格划分I.CAD文件的导入启动HyerMeshDesktop。2.在UserProfile对话框中选择HyperMesh并单击Ok按钮。3.点击快捷键ImportGeometry并选择cad文件并单击Import按钮。如下图:这样就完成了一个CAD文件的导入。II.编辑实体在主面板中的选择Geom页，进入Solids面板。选择trimwithplane/surf子面板。在surfs栏下激活solids选择器。单击模型任意位置，此时整个模型被选中。激活surfs选择器，选择如下图1-1所示的面：图1-15.单击trim按钮产生一个分割面，模型被分割成两个部分，如下图1-2图1-26.在surfs栏下激活solids选择器。选择上部分如图1-3图1-37.激活surfs选择器，选择如下图1-4所示的面:8.单击trim按钮产生一个分割面，模型被分割成两个部分，如下图1-5：图1-59.重复2~5步骤分割出下面如图1-6的部分图1-6选择merge子面板在tobemerged栏下激活solids选择器并选择如下图1-7所示的3个实体。

图1-712.单击merge按钮并合并这3个实体。合并后的结果如下图1-8所示。图1-813.在File下拉菜单中，选择Save命令，弹出SaveModleAs对话框；选择想要的保存数据的路径，并输入文件名xbl-change.hm，单击Save按钮。III.3D网格的划分3D网格划分要先进行2d网格划分1•在design实体的表面进行2D网格划分1）在模型浏览窗口右击component，选择design并单击右键MakeCurent。2）在2D页面选择automesh。八+、目sizeandbias疋3）进入子面板。4）在elementsize=文本框中输入20.5）设置meshtype为mixed。6）将面板左下侧的meshingnode（分网方式）从interactive切换为automesh。7）确认选择elementtosurfcomp选项。8）选择suerfaces>displayed.9）单击mesh生成网格如图1-9所示10）单击return按钮，返回主面板。图1-92■把design部分生成的2D网格划分成3D1）进入3d面板。2）点击solidmap按钮进入soildmap子面板。3）选择阳贬血9子面板。4）选择elementtodrag栏下的element，单击鼠标右键选择displayed。如图所示1-10。byxindO'Xonplanebygeomsbydomainsrelrie^bygroupbyadjBKrUbyincludealleaueduplicatb*byattached1..一卜reverse•r」bymnligbviais-■■■:'bycollectorby刖如ME：byseisbyuuipuiblock图1-105）在showsolidmapmesh复选框中打勾。6）在alonggeom栏下选择lines，单击lines使其激活。选择如图1-11所示的线段。7）在alongparameters:栏下的elementsize=20.8）单击mesh按钮。9）点击returne回到主面板。11111111111111图1-1110）点击标签区的Mask按钮。11）点击mask标签中的3D后面的“-”按钮，就隐藏了3D网格。如1-12图所示MaskEntityStateConnectorModelEntitiesShowHideIsolate|少*Connponents|Cornectars\E話Elemerts申OD/Rigids申才Gprirgsz/Gsps|I*7山1申a2口1丨由73Di白Geometry>xPaints/Linesk--oSurfaces.Solids白EGroups庄fMasteri[t举SlaveLoadCalleclors申厂*Loadsx+yEquations曲Morphirg毎低Multibodies毎民S^sternColleclors詁VectorCollectors图1-1212）点击进入删除子页面。13）右键点击elems按钮选择山即I弓詞按钮。这样就选中了前面创建的2D网格。14）点击按钮，这样就把2D网格删除了。15）点击mask标签下3D后面的“+”按钮，显示3D网格。MaterialsMOdel□CardEditOrganizeNodesR已nLjrnbefCheckTianshteRotateAss-griDelete16）点击主采单栏的mesh，下拉后选啊择organize如下图1-13所示EkrnentsTcCorrwiMTo卅ck曲图1-13elems右键选择凶即layed这17）点击样就选择了所有的3D网格选中。18）|design19）点击move按钮。3■在nondesign实体的表面进行2D网格划分1）在模型浏览窗口右击component，选择design并单击右键MakeCurent。2）在2D页面选择automesh。小、》、尺sizeandbias丄「3）进入子面板。4）在elementsize=文本框中输入20.5）设置meshtype为mixed。6）板左下侧的meshingnode（分网方式）从interactive切换为automesh。7）确认选择elementtosurfcomp选项。8）选择suerfaces>displayed.9）单击mesh生成网格如图1-14所示。

10）单击return按钮，返回主面板。图1-144■把nondesign部分生成的2D网格划分成3D1）进入3d面板。2）点击solidmap按钮进入soildmap子面板3）选择用何則网子面板。4）选择elementtodrag栏下的element，单击鼠标右键选择displayed。如图所示1-15。bywindowonplanebywdthbygeornsbydomainsbypathdismayedrelrievebygroupbyadjaisfllbyinclude:lsaveduplicatebyattached1..-卜reversebyidbycarvlighvlarebycallectorbyB沾PfflE：bysetsbyuulpuiblock图1-155）在showsolidnnapmesh复选框中打勾。6）在alonggeom栏下选择lines，单击lines使其激活。选择如图1-16所示的线段。7）在alongparameters:栏下的elementsize=20.8）单击mesh按钮。生成3D网格如图1-17所示。9）点击returne回到主面板。11)图1-1710）点击标签区的Mask按钮。点击mask标签中的3D后面的“-”按钮，就隐藏了3D网格。如1-18图所IM11)图1-1710）点击标签区的Mask按钮。点击mask标签中的3D后面的“-”按钮，就隐藏了3D网格。如1-18图所IMask|EntityStstQ|CoKiriQc^tizir1Modal1?心Entiti=i5I5hniw1Hiden1solete|C^izinriponents■匸口nnDD.cBi■乎Elament石4-41—^卧書：金幽甌*曰白—于—爭旨#■」由•■(+□D/AigidsFR|5pring?：!,'ljaps甲TH2由.i>2DGeQrnstrpPointsLine■石Si_irf凸亡巴丑SolidsGroups港MasterI韋5lavel_口-adCollectcirs十hLQacl±EquaH口mwK-1-z-rphiinHhdijltilzicidie^口IIdctor^VectorCo11ot<■r4图1-1812）点击进入删除子页面。13）右键点击13）右键点击elems按钮选择按钮。这样就选中了前面创建的2D网格。14）点击deleteentity14）点击deleteentity按钮，这样就把2D网格删除了。15）点击mask标签下3D后面的“+”按钮，显示3D网格。16）点击主菜单栏的mesh，下拉后选啊择organize如下图1-19所示

E'^leteCafdEditTiRotateOrganizeRenumberCheck■■口■NodesElementsio匸QR^cne-rToIhcIl-3^图1-1917）点击E'^leteCafdEditTiRotateOrganizeRenumberCheck■■口■NodesElementsio匸QR^cne-rToIhcIl-3^图1-1917）点击elerns右键选择displayed这样就选择了所有的3D网格选中。18)destcomponentnondesign19）点击move按钮。20）点击return按钮。21）这样就划分完网格。如图1-20所示。22）点击Saveas保存文件，文件名为xbl.fem.5.网格的缝合（1）进入tools页，点击faces按钮。

（2）点击comp按钮，右击选择design和nondesign前面的复选框。（3）点击select。toleran匚e（5）点击（6）再点击（7）（5）点击（6）再点击（7）点击return。这样就把网格缝合完毕。equivalen匚旦体积最小化的拓扑优化1・HyperMesh，加载用户配置，并载入文件（1）打开HyerMesh。（2）在UserProfile对话框中选择OptiSturt并单击Ok按钮。这样就加载了RADIOSS/Bulk和OptiSturt所对应的HyperMesh设置。在用户界面中，通过工具条中的下拉菜单Perferences可以找到UserProfiles。（3）点击File菜单，选择Import命令。（4）在目录下选择文件xbl.fem.（5）点击Open按钮。材料和属性，并分配给合适的的组件（1）单击标菜单栏上的Model标签。（2）在ModelBrowser（模型浏览窗口）中单击鼠标右键，移动光标值Creat,激活其二级菜单并单击Material。（3）在name栏处输入Steel。（4）在cardImage选项框中选择MAT1作为材料类型。（5）勾选渝』诅汕回“如复选框，并单击Creat按钮。（6）弹出MAT1卡片设置框。

在E处输入2.0E5.(弹性模量)在NU(泊松比)处输入0.3.单击return按钮。(10)在ModelBrowser(模型浏览窗口)中单击鼠标右键，移动光标值Creat,激活其二级菜单并单击Property。(11)在Name处输入design-prop。(12)在CardImage选项框中选择PSOLID作为材料属性。设置Metrial为steel。单击Creat按钮在Name处输入nondesign-prop.(16)在CardImage选项框中选择PSOLID作为材料属性。17)设置Metrial为steel。单击Creat按钮。单击Component按钮'二，利用新创建的属性更新组件集合器。20)选择assigned按钮。(21)单击comps，勾选nondesign并单击select。(22)单击property=，选择nondesign-prop。点击assign。重复(19)~(23)将属性design—prop分配给组件design。单击return按钮。(26)在Id中rbe3按钮．waeftiedepcfdehtwaeftiedepcfdeht：厂updeije©山口血也node|ridopandanldependsirldcrl^:pdallpM2.derffiPM3wiqM-1.I.日leiKT闻18*BIIM.BE327)约束六个自由度。(28)nodes点选择如下图。(29)点击creat按钮。(30)创建另一个rbe3。如下图载荷集合器(1)在ModelBrowser中点击鼠标右键，移动光标到Creat,激活二级菜单并单击选Loadcollector。(2)在Name处输入spc。不要按键盘的enter键，直到全部完成。(4)保持CardImage栏为None。(5)选择一种颜色。(6)单击Creat按钮。(7)同样的，创建force的载荷集合器。4.约束(1)从ModelBrowser中，展开Loadcollector，用鼠标右键点击spc，选择MakeCurrent。2)从Analysis页，进入constraints面板。(3)利用面板左侧的按钮，确认选中Creat子面板。如图2-1所示。图2-14)确认loadtypes为spc。(5)约束dofl，dof2，dof3，dof4，dof5，dof6。确保勾选dofl，dof2，dof3,dof4，dof5，dof6。6)勾选自由度旁边的复选框，则约束该自由度；不勾选，则释放该自由度dof1，dof2，dof3是沿着x,y,z轴方向的线位移自由度。dof4，dof5，dof6是绕x,y,z轴旋转的叫自由度。8)单击creat按钮。

(9)点击return。则在三个面创建了约束如下图:5.荷创建集中应力(1)从theModleBrowser中展开LoadCollectors，有鼠标右键点击Force，选择MakeCurrent。2)从Analysis页，选择force面板。(3)点击图上的两个rbe3两个点。(4)单击magnitude=输入-32100，按enter键。设置转换器到Z-axis。单击creat按钮。在屏幕上，节点出现指向Z方向的箭头。为了更好的查看箭头，选择uniformsize=输入150，并按enter键。9)重新选择图上的rbe3两个点。(10)单击magnitude=输入32100,并按enter键。设置转置器Y-axis。并单击creat按钮。13)在屏幕上,节点出现指向Y向的箭头。(14)为了更好的查看箭头，选择uniformsize=输入150,并按enter键。15)点击return键。返回Analysis界面。(16)点击momen^s进入转矩界面。17)Nodes还是选择rbe3的两个点。(18)单击magnitude=输入4.4e6并单击enter键。设置转置器为X-axis。并单击creat按钮。在屏幕上，节点出现指向X方向的箭头。为了更好的查看箭头选择uniformsize=输入150，并按enter键。如下图:(23)点击return按钮，返回Analysis页。创建好了载荷如下图:1)在Analysis页，进入loadsteps面板。(2)单击name=输入force，并按enter键。

选择type为linearstatic。(4)勾选SPC前的复选框。5)单击spc右侧出现一个对象栏，选择载荷集合器spc。勾选Load前的复选框，并从已有的载荷集合器中选择force。点击creat。如下图：8)单击return按钮，返回Analysis页。定义拓扑优化设计变量从Analysis页，进入optimization面板。进入topology面板。(3)单击desvar=输入xuanbi.⑷单击从已有的属性列表中选择design一prop，并单击select按钮。选择type为PSOLID。点击Create按钮。cte陡也■|<uenh1praps-l<lor&siALupdaJcleied.广paiEmalai^^psravu1*Lcbw*KCtlDwiBmialon亡giDijpingC~paPcfnraprtlKinlEtum创建体积和位移响应1)进入responses面板。(2)单击responses=输入vol。(3)单击responsestype(3)单击responsestype下的切换器,从弹出的菜单中选volume单击create按钮。定义模型的总体积响应vol。

rw£pCr-r；a»1Ci1|IUCi曰p血*we1updateWviDlunie1-L•jrtaJreviewiHijrn（6）单击responses=输入dis。7）单击responsestype下的切换器，从弹出的菜单中选staticdisplacement。（8）单击Nodes，选择rbe3的两个点。9）选择total，蛊处呼蛊处呼6・£丨®即〔；咖〒够■轴•■■Or：事ie-sponge■|va1©naicgenid1iLDSSpcrrSQ^pQnod&5HrdanrdoMprurtierB广rdoi5广dal3广du币ialuldispChDffilrcdaton（10）点击Create按钮，回到optimization面板。定义目标(1)进入obJedive页。（2）单击面板左上角的转换器，从弹出的菜单栏中选择min。(3)单击response=并选择vol。单击create按钮。单击return按钮，退出optimization面板。仃rrin|lespanse*||aIcreeter?>.aan创建位移响应约束（1）设置分析中约束的上限和下限。（2）进入dconstraints面板。（3）单击constraint=输入dis。（4）勾选upperbound=左侧的复选框。（5）单击response=设置为dis

6)单击loadsteps。7)勾选force旁边的复选框单击select按钮。单击create按钮。检查优化问题(1)从theAnalysis页，进入OptiSturt面板。(2)单击inputFile后Saveas按钮。选择想把OptiSturt模型文件写入目录，并在Filename处输入模型文件名xbl。使用文件拓展名.fem作为OptiSturt输入卡。(5)单击Save按钮。(6)注意在inputfile栏中出现xbl.fem文件的名字和位置。(7)单击exportoptions切换到all。(8)单击runoptions切换到check。(9)单击memoryoptions切换到memorydefault。(10)单击OptiSturt。优化分析计算(1)从An