OPTISTRUCT培训资料(50)课件

08一月2023Optistruct5.0优化软件培训08一月2023Optistruct5.0优化软件培训培训内容第一天上午(9:00AM-12:00PM)内容介绍结构优化概念简介拓扑优化（Topology)概念介绍拓扑优化例题拓扑练习练习1–拓扑优化C-Clip例题练习2–拓扑优化Controlarm例题培训内容第一天上午(9:00AM-12:00PM培训内容-continue第一天下午(1:00PM–4:00PM)形貌优化(Topography)概念介绍形貌优化例题形貌优化练习形貌优化torsionplate例题培训内容-continue第一天下午(1:00PM培训内容-continue第二天上午(9:00AM-12:00PM)

第一天内容回顾采用AutoDV生成形状优化(Shape)波动矢量

SquarePlate例题FilletRadiusChange例题Shape形状优化形状优化练习–SquareBeam培训内容-continue第二天上午(9:00AM-培训内容-continue第二天下午(1:00PM–4:00PM)尺寸优化（Size）尺寸优化bracket_size例题培训内容-continue第二天下午(1:00PM内容介绍内容介绍什么是优化（三要素）？目标（Objective）优化设计的目的就是要求所选的设计变量使目标函数达到最佳值

min(max)f(xi)设计变量（DesignVariables）

xi i=1,2,3,…,p设计约束（DesignConstraints）优化设计的约束值是对设计变量取值的限制

gj(x)

0, j=1,2,3,…,n 注:函数f(x),gi(x)可以是线性、非线性、显式及隐式等等。

例如:显式函数y(x)=x2–2x

隐式函数y3–y2x+yx-x=0什么是优化（三要素）？目标（Objective）优化设计的常用名词设计变量（DesignVariables）:可变动以便改善系统性能的系统参数响应（Response）:

执行变量后的系统性能测量值.目标函数（ObjectiveFunction）:期望最优的基于设计变量（诸如质量、应力、位移、频率等）的响应函数

约束函数（ConstraintFunctions）:设计被接受时响应函数必须满足的边界条件可行性设计（FeasibleDesign）:

满足所有约束的设计不可行设计（InfeasibleDesign）:与约束冲突的设计最优设计（OptimumDesign）：满足所有约束且目标函数最优的设计常用名词设计变量（DesignVariables）:可X2X1g2(x)=x1+x2-4=0可行性设计区域不可行性设计区域最优设计点f*=f(x1*,x2*)二维单目标优化设计几何解释约束条件（边界）g1(x)=x1+x2-2=0g3(x)=x1-x2-2=0g4(x)=x1-x2+2=0X2X1g2(x)=x1+x2-4=0可行性设计区域不可行性它可以做有限元线性静态分析、频率分析和线性屈曲分析，同时它是一个功能非常强大的优化软件，它提供了如下四种优化技术。拓扑优化(TopologyOptimization)形貌优化(TopographyOptimization)尺寸优化(SizeOptimization)形状优化(ShapeOptimization)Optistruct5.0软件功能简介Optistruct5.0是一个有限元结构分析和优化软件。它可以做有限元线性静态分析、频率分析和线性屈曲分析，OptiDesign-Analysis

FEADesignSensitivityAnalysis(DSA)OptimizationConv?OptimumDesignModelUpdate优化计算流程Design-Analysis

FEADesignSens什么是Optistruct概念优化

在产品概念设计阶段，利用优化计算得到满足设计要求的结构外形，并且可以返回CAD，进行详细设计什么是Optistruct概念优化在产品概念设拓扑优化（TopologyOptimization)密度分布Isosurfacer=0.5设计空间、载荷及边界拓扑优化是在给定载荷条件下寻找满足设计要求的结构材料最佳分布的优化技术拓扑优化（TopologyOptimization)密度分形貌优化（TopographyOptimization）载荷作用下的扭盘最终云图设计变量生成最终设计形貌优化（TopographyOptimization）载不同设计结构的扭盘抗变形性能比较Max.Deflection:2.23Max.Stress:267Max.Deflection:10.57Max.Stress:520Max.Deflection:4.41Max.Stress:644Max.Deflection:6.47Max.Stress:434TopographyOptimizationMax.Deflection:1.17Max.Stress:196不同设计结构的扭盘抗变形性能比较Max.Deflectio拓扑优化TopologyOptimization

拓扑优化拓扑优化例题1C-clip优化目的：通过优化计算得到满足设计要求的的最优材料分布方式，以达到满足刚度，节约材料成本的目标优化方案目标函数ObjectiveFunction：体积最小化约束条件Constraints

：1A点的Y方向位移<0.07mm2B点的Y方向位移>-0.07mm设计变量DesignVariables:单元密度拓扑优化例题1C-clip优化目的：通过优化计算得到满足C_clip优化求解步骤1在HM5.0中输入几何模型（cclip.hm)2定义material、properties和components，并且使之关联3创建有限元网格4施加载荷和边界条件5创建载荷工况6在HM5.0环境创建优化问题

定义优化设计空间(topology)定义优化响应(response)、约束(dconstraints)和目标函数(objective)

7输出Opti5.0ASCII码文件8采用Opti5.0求解拓扑优化，以得到优化的材料分布9在HM5.0中后处理看优化结果C_clip优化求解步骤1在HM5.0中输入几何模型（c拓扑优化例题2control_arm优化目的：通过优化设计重新调整模型的材料分布，以满足多工况的设计要求，以达到要求的结构刚度，节约材料成本的目标优化方案目标函数ObjectiveFunction：体积最小化约束条件Constraints

： 1.在工况一下2699点的合位移<0.05 2.在工况二下2699点的合位移<0.02 3.在工况三下2699点的合位移<0.04设计变量DesignVariables:单元密度

2699拓扑优化例题2control_arm优化目的：通过优化设Control_arm优化求解步骤1在HM5.0中输入几何模型(carm.hm)2定义material、properties和components,并且使之关联3创建有限元网格4施加载荷和边界条件5创建载荷工况6在HM5.0环境创建优化问题

定义优化设计空间(topology)定义优化响应(response)、约束(dconstraints)和目标函数(objective)

7输出Opti5.0ASCII码文件8采用Opti5.0求解拓扑优化，以得到优化的材料分布9在HM5.0中后处理看优化结果10运用Ossmooth技术输出优化后结果Control_arm优化求解步骤1在HM5.0中输入几几何输出OSSmooth技术ThicknessdistributioninaDetergentbottleOSSmooth是一个几何生成工具，可以

将Topology/Topography/Shape优化后的模型生成几何。它支持多种格式(IGES,STL,H3Detc.)输出，并具有先进的几何曲面光滑功能，曲面缩减功能以便减小IGES和STL文件的大小在HM5.0版中该功能日趋完整而且使用方便IGES几何输出OSSmooth技术Thicknessdistr拓扑优化总结PSHELLPSOLIDPCOMP设计空间可用于在设计空间内的单元性质类型

拓扑优化总结PSHELL设计空间设计变量（DesignVariables）

单元内的空穴大小，等效认为是单元的正则密度体单元设计变量（DesignVariables）

单元内的空穴壳单元壳单元C-clip优化后的密度分布云图C-clip优化后的密度分布云图响应定义（Response）

DRESP1SimpleresponsedefinitionMass,massfraction,volume,volumefraction,compliance,frequency,displacement,stress,weightedcompliance,weightedfrequency,andcomplianceindexDRESP2ResponsedefinitionusingafunctionDefinesresponsesasfunctionofdesignvariables,gridlocation,tableentries,responses,andgenericproperties响应定义（Response）DRESP1响应类型目标和约束响应Compliancecontrol(COMP)–TotalandRegionalWeightedCompliance(WCOMP)Eigenvalue(FREQ)InverseofWeightedEigenvalues(WFREQ)CombinationofWeightedComplianceandWeightedInverseEigenvalues(COMB)Mass(MASS)–TotalandRegionalVolume(VOLUME)-TotalandRegionalMassFraction(MASSFRAC)–TotalandRegionalVolumeFraction(VOLFRAC)–TotalandRegionalNodalDisplacements(DISP)Stress(STRESS)响应类型目标和约束响应约束定义（Constraint）

DCONSTRRelatesresponsetolowerand/orupperboundDCONADDCollectsconstraintsundersameid约束定义（Constraint）DCONSTR目标

定义（Objective）DESOBJ(MIN)orDESOBJ(MAX)DESOBJreferencesaresponseIDonaDRESP1orDRESP2card.GivenresponseIDisdefinedastheobjective.OnlyoneDESOBJcardcanbepresent目标定义（Objective）拓扑优化的常规问题设定

Objective:Minimize(weight/total/regional)compliance

Constraint:(total/regional)volume/massfractionObjective:Minimize(total/regional)volume/massfractionConstraint:displacementsObjective:Maximize(weight)frequency

Constraint:(total/regional)volume/massfractionObjective:Minimize(total/regional)volume/massfractionConstraint:frequenciesObjective:MinimizecombinedcomplianceandfrequenciesConstraint:(total/regional)volume/massfraction拓扑优化的常规问题设定

Objective:Minimiz形貌优化

TopographyOptimization

形貌优化

TopographyOptimizat在板形结构中寻找最优的beads(swages)分布的概念设计方法TopographyOptimization在板形结构中寻找最优的beads(swages)分布的概念形貌优化例题1Torsion_plate优化目的：通过优化计算得到满足设计要求的的最优加强筋布置方式，以达到要求的刚度优化方案目标函数ObjectiveFunction：给定节点的位移最小化设计变量DesignVariables:设计空间内的形状变化形貌优化例题1Torsion_plate优化目的：通过优Torsion_plate优化求解步骤1在HM5.0中输入有限元模型（torsion_plate.hm)2设置形貌优化的Bead参数3输出Opti5.0ASCII码文件4采用Opti5.0求解形貌优化，以得到优化的加强筋布置方式5在HM5.0中后处理看优化结果Torsion_plate优化求解步骤1在HM5.0中输Bead的布置方式PatternGroupingsymmetryradialCyclicallinearplanarCircularBead的布置方式PatternGroupingsymm注意Volume/Massresponse在形貌优化（TopographyOptimization）中不敏感，不适合作为约束或目标注意Volume/Massresponse在形貌优化优化问题回顾优化问题回顾优化问题结果目标（Objective）是否达到目标?目标提高多少?设计变量（DesignVariables）提高设计的变量值设计约束（Constraints）是否与约束冲突?优化问题结果Optimization-Interpretation

什么容易出错?局部最小与整体最小过约束可能导致求解结果错误其它优化效率约束与设计变量之间的联系无约束优化问题优化问题设置不适当硬件限制Optimization-Interpretation一体化设计TopologyoptimizationTopographyoptimizationSizeoptimizationShapeoptimizationKnowledgeFreedomConceptDesignTesting一体化设计TopologyoptimizationSiz形状优化

ShapeOptimization形状优化

ShapeOptimization形状优化实例形状优化是通过变动结构的边界，来改进结构特性的一种优化方式，它通过重新定义节点的位置，来获得结构边界的变化，节点的变动是通过AutoDv创建的DESVARDVGRID卡来定义的。形状优化实例形状优化初始设计最终设计施加的波动矢量vi形状优化初始设计最终设计施加的波动矢量vix(0)x=x(0)+x

x形状优化在单个形状波动变量作用下的节点移动矢量原始位置：

波动矢量：

波动矢量的幅值(DESVAR)：网格节点在多个波动矢量合并作用下移动(DVGRID)：x(0)x=x(0)+xx形状优化在单个形状波动变运用AutoDV建立形状优化变量定义DomainElements(vs.StructuralModel)定义DomainNodesets定义ControlVectors运用AutoDV建立形状优化变量线性形状

二次形状AutoDV支持两种形状函数线性形状AutoDV支持两种形状函数利用AutoDV创建形状

优化变量在HyperMesh中

Shape子菜单中创建形状变量的流程CreatedomainelementsRunAutoDVwith

appropriateanalysisandsub-codesCreatenodesetsAutonodeselectionw/HM5.0CreateshapeperturbationvectorsPreviewshapeanimationsinHypeMeshusing*.dv.animateresultsfileInclude*.datintoOptiStructdeck‘Shape’panel‘Animate’buttoninShapepanel‘deform’panelAutomaticallyincluded利用AutoDV创建形状

优化变量在HyperMesh中波动变量生成练习题1SquarePlate目的：运用AutoDV在壳单元上创建波动矢量，了解波动矢量生成的过程和意义。波动变量生成练习题1SquarePlate目的：运用A波动变量生成练习题2hatdv.hm目的：运用AutoDV创建多个波动矢量，来变动圆角的半径。波动变量生成练习题2hatdv.hm目的：运用AutoD形状优化例题SquareBeam优化目的：通过优化计算得到一种新的形状，在这种形状时，受力点的位移最小。优化方案目标函数ObjectiveFunction：受力点的Z方向位移最小约束条件Constraints

：材料至多增加12%设计变量DesignVariables:4个形状变量（用AutoDV定义）形状优化例题SquareBeam优化目的：通过优化计SquareBeam形状优化求解步骤1在HM5.0中输入几何模型（beam_analysis.fem)2创建domainelement和nodesets3创建设计变量并且在后处理中浏览AutoDV动画4在形状优化中调用AutoDV产生的*.DAT文件5定义响应、约束和目标函数6输出Opti5.0ASCII码文件7采用Opti5.0求解，得到优化变形的模型8在HM5.0中后处理看优化结果SquareBeam形状优化求解步骤1在HM5.0中输入尺寸优化

SizeOptimization尺寸优化

SizeOptimization尺寸优化尺寸优化可以通过参数调节改变壳的厚度、梁的横界面参数、弹性单元的刚度和质量单元的质量属性等，从而降低设计重量，调节设计性能。

尺寸优化ThicknessdistributioninaDetergentbottle单元特性是设计变量函数

Gauge优化简化的尺寸优化壳厚度t=DV尺寸优化Thicknessdistributionina单元尺寸优化例题1bracket_size优化目的：通过优化计算得到满足设计要求的的支架的板厚值。优化方案目标函数ObjectiveFunction：体积最小化约束条件Constraints

：支架的VonMises应力最大值<100MPa

设计变量DesignVariables:支架的板厚尺寸优化例题1bracket_size优化目的：通过优化Bracket_Size优化求解步骤1在HM5.0中输入几何模型（bracket_size.hm)2定义用于尺寸优化的设计变量和性质关系卡3建立设计变量之间的关联4定义优化参数5创建载荷工况6输出Opti5.0ASCII码文件7采用Opti5.0求解，得到优化厚的支架尺寸8在HM5.0中后处理看优化结果Bracket_Size优化求解步骤1在HM5.0中输入几常规形状和尺寸优化问题的设置采用volume/massresponse代替volume/massfraction选择最小化(总体/局部)的体积/质量为目标采用(局部/单元)的应力为约束

Obj:(total/regional)volume/mass

Cons:(regional/elemental)stress

选择应力最小或最大化问题MinimizeMaximumStress(Min(Max)Problem)常规形状和尺寸优化问题的设置采用volume/massr在设计概念阶段尽早引入优化概念，可以最大程度地改进产品性能在设计过程中减少确认和分析循环对组织机构中现有的专门技术与设计过程提供补充辅助作用采用优化技术的好处加快设计流程Adjustments常规设计过程DesignspacedefinitionDesignDesignValidation(Analysis/StressReduction)Timesaved+OptimizedDesignDesignspacedefinitionOptimizationTopology&TopographyAdjustments优化设计过程DesignOptimizationSize/ShapeAnalysis

在设计概念阶段尽早引入优化概念，可以最大程度地改进产品性能采Altair-Bus

结构设计基于拓扑优化CAD模型整体需求（载荷及设计空间条件下）

ParametricShapeVectors有限元单元模型设计空间及载荷尺寸及形状优化Altair拓扑优化最终设计优化技术在Altair-Bus中的应用Altair-Bus

结构设计基于拓扑优化CAD模型整体需求08一月2023Optistruct5.0优化软件培训08一月2023Optistruct5.0优化软件培训培训内容第一天上午(9:00AM-12:00PM)内容介绍结构优化概念简介拓扑优化（Topology)概念介绍拓扑优化例题拓扑练习练习1–拓扑优化C-Clip例题练习2–拓扑优化Controlarm例题培训内容第一天上午(9:00AM-12:00PM培训内容-continue第一天下午(1:00PM–4:00PM)形貌优化(Topography)概念介绍形貌优化例题形貌优化练习形貌优化torsionplate例题培训内容-continue第一天下午(1:00PM培训内容-continue第二天上午(9:00AM-12:00PM)

第一天内容回顾采用AutoDV生成形状优化(Shape)波动矢量

SquarePlate例题FilletRadiusChange例题Shape形状优化形状优化练习–SquareBeam培训内容-continue第二天上午(9:00AM-培训内容-continue第二天下午(1:00PM–4:00PM)尺寸优化（Size）尺寸优化bracket_size例题培训内容-continue第二天下午(1:00PM内容介绍内容介绍什么是优化（三要素）？目标（Objective）优化设计的目的就是要求所选的设计变量使目标函数达到最佳值

min(max)f(xi)设计变量（DesignVariables）

xi i=1,2,3,…,p设计约束（DesignConstraints）优化设计的约束值是对设计变量取值的限制

gj(x)

0, j=1,2,3,…,n 注:函数f(x),gi(x)可以是线性、非线性、显式及隐式等等。

例如:显式函数y(x)=x2–2x

隐式函数y3–y2x+yx-x=0什么是优化（三要素）？目标（Objective）优化设计的常用名词设计变量（DesignVariables）:可变动以便改善系统性能的系统参数响应（Response）:

执行变量后的系统性能测量值.目标函数（ObjectiveFunction）:期望最优的基于设计变量（诸如质量、应力、位移、频率等）的响应函数

约束函数（ConstraintFunctions）:设计被接受时响应函数必须满足的边界条件可行性设计（FeasibleDesign）:

满足所有约束的设计不可行设计（InfeasibleDesign）:与约束冲突的设计最优设计（OptimumDesign）：满足所有约束且目标函数最优的设计常用名词设计变量（DesignVariables）:可X2X1g2(x)=x1+x2-4=0可行性设计区域不可行性设计区域最优设计点f*=f(x1*,x2*)二维单目标优化设计几何解释约束条件（边界）g1(x)=x1+x2-2=0g3(x)=x1-x2-2=0g4(x)=x1-x2+2=0X2X1g2(x)=x1+x2-4=0可行性设计区域不可行性它可以做有限元线性静态分析、频率分析和线性屈曲分析，同时它是一个功能非常强大的优化软件，它提供了如下四种优化技术。拓扑优化(TopologyOptimization)形貌优化(TopographyOptimization)尺寸优化(SizeOptimization)形状优化(ShapeOptimization)Optistruct5.0软件功能简介Optistruct5.0是一个有限元结构分析和优化软件。它可以做有限元线性静态分析、频率分析和线性屈曲分析，OptiDesign-Analysis

FEADesignSensitivityAnalysis(DSA)OptimizationConv?OptimumDesignModelUpdate优化计算流程Design-Analysis

FEADesignSens什么是Optistruct概念优化

在产品概念设计阶段，利用优化计算得到满足设计要求的结构外形，并且可以返回CAD，进行详细设计什么是Optistruct概念优化在产品概念设拓扑优化（TopologyOptimization)密度分布Isosurfacer=0.5设计空间、载荷及边界拓扑优化是在给定载荷条件下寻找满足设计要求的结构材料最佳分布的优化技术拓扑优化（TopologyOptimization)密度分形貌优化（TopographyOptimization）载荷作用下的扭盘最终云图设计变量生成最终设计形貌优化（TopographyOptimization）载不同设计结构的扭盘抗变形性能比较Max.Deflection:2.23Max.Stress:267Max.Deflection:10.57Max.Stress:520Max.Deflection:4.41Max.Stress:644Max.Deflection:6.47Max.Stress:434TopographyOptimizationMax.Deflection:1.17Max.Stress:196不同设计结构的扭盘抗变形性能比较Max.Deflectio拓扑优化TopologyOptimization

拓扑优化拓扑优化例题1C-clip优化目的：通过优化计算得到满足设计要求的的最优材料分布方式，以达到满足刚度，节约材料成本的目标优化方案目标函数ObjectiveFunction：体积最小化约束条件Constraints

：1A点的Y方向位移<0.07mm2B点的Y方向位移>-0.07mm设计变量DesignVariables:单元密度拓扑优化例题1C-clip优化目的：通过优化计算得到满足C_clip优化求解步骤1在HM5.0中输入几何模型（cclip.hm)2定义material、properties和components，并且使之关联3创建有限元网格4施加载荷和边界条件5创建载荷工况6在HM5.0环境创建优化问题

定义优化设计空间(topology)定义优化响应(response)、约束(dconstraints)和目标函数(objective)

7输出Opti5.0ASCII码文件8采用Opti5.0求解拓扑优化，以得到优化的材料分布9在HM5.0中后处理看优化结果C_clip优化求解步骤1在HM5.0中输入几何模型（c拓扑优化例题2control_arm优化目的：通过优化设计重新调整模型的材料分布，以满足多工况的设计要求，以达到要求的结构刚度，节约材料成本的目标优化方案目标函数ObjectiveFunction：体积最小化约束条件Constraints

： 1.在工况一下2699点的合位移<0.05 2.在工况二下2699点的合位移<0.02 3.在工况三下2699点的合位移<0.04设计变量DesignVariables:单元密度

2699拓扑优化例题2control_arm优化目的：通过优化设Control_arm优化求解步骤1在HM5.0中输入几何模型(carm.hm)2定义material、properties和components,并且使之关联3创建有限元网格4施加载荷和边界条件5创建载荷工况6在HM5.0环境创建优化问题

定义优化设计空间(topology)定义优化响应(response)、约束(dconstraints)和目标函数(objective)

7输出Opti5.0ASCII码文件8采用Opti5.0求解拓扑优化，以得到优化的材料分布9在HM5.0中后处理看优化结果10运用Ossmooth技术输出优化后结果Control_arm优化求解步骤1在HM5.0中输入几几何输出OSSmooth技术ThicknessdistributioninaDetergentbottleOSSmooth是一个几何生成工具，可以

将Topology/Topography/Shape优化后的模型生成几何。它支持多种格式(IGES,STL,H3Detc.)输出，并具有先进的几何曲面光滑功能，曲面缩减功能以便减小IGES和STL文件的大小在HM5.0版中该功能日趋完整而且使用方便IGES几何输出OSSmooth技术Thicknessdistr拓扑优化总结PSHELLPSOLIDPCOMP设计空间可用于在设计空间内的单元性质类型

拓扑优化总结PSHELL设计空间设计变量（DesignVariables）

单元内的空穴大小，等效认为是单元的正则密度体单元设计变量（DesignVariables）

单元内的空穴壳单元壳单元C-clip优化后的密度分布云图C-clip优化后的密度分布云图响应定义（Response）

DRESP1SimpleresponsedefinitionMass,massfraction,volume,volumefraction,compliance,frequency,displacement,stress,weightedcompliance,weightedfrequency,andcomplianceindexDRESP2ResponsedefinitionusingafunctionDefinesresponsesasfunctionofdesignvariables,gridlocation,tableentries,responses,andgenericproperties响应定义（Response）DRESP1响应类型目标和约束响应Compliancecontrol(COMP)–TotalandRegionalWeightedCompliance(WCOMP)Eigenvalue(FREQ)InverseofWeightedEigenvalues(WFREQ)CombinationofWeightedComplianceandWeightedInverseEigenvalues(COMB)Mass(MASS)–TotalandRegionalVolume(VOLUME)-TotalandRegionalMassFraction(MASSFRAC)–TotalandRegionalVolumeFraction(VOLFRAC)–TotalandRegionalNodalDisplacements(DISP)Stress(STRESS)响应类型目标和约束响应约束定义（Constraint）

DCONSTRRelatesresponsetolowerand/orupperboundDCONADDCollectsconstraintsundersameid约束定义（Constraint）DCONSTR目标

定义（Objective）DESOBJ(MIN)orDESOBJ(MAX)DESOBJreferencesaresponseIDonaDRESP1orDRESP2card.GivenresponseIDisdefinedastheobjective.OnlyoneDESOBJcardcanbepresent目标定义（Objective）拓扑优化的常规问题设定

Objective:Minimize(weight/total/regional)compliance

Constraint:(total/regional)volume/massfractionObjective:Minimize(total/regional)volume/massfractionConstraint:displacementsObjective:Maximize(weight)frequency

Constraint:(total/regional)volume/massfractionObjective:Minimize(total/regional)volume/massfractionConstraint:frequenciesObjective:MinimizecombinedcomplianceandfrequenciesConstraint:(total/regional)volume/massfraction拓扑优化的常规问题设定

Objective:Minimiz形貌优化

TopographyOptimization

形貌优化

TopographyOptimizat在板形结构中寻找最优的beads(swages)分布的概念设计方法TopographyOptimization在板形结构中寻找最优的beads(swages)分布的概念形貌优化例题1Torsion_plate优化目的：通过优化计算得到满足设计要求的的最优加强筋布置方式，以达到要求的刚度优化方案目标函数ObjectiveFunction：给定节点的位移最小化设计变量DesignVariables:设计空间内的形状变化形貌优化例题1Torsion_plate优化目的：通过优Torsion_plate优化求解步骤1在HM5.0中输入有限元模型（torsion_plate.hm)2设置形貌优化的Bead参数3输出Opti5.0ASCII码文件4采用Opti5.0求解形貌优化，以得到优化的加强筋布置方式5在HM5.0中后处理看优化结果Torsion_plate优化求解步骤1在HM5.0中输Bead的布置方式PatternGroupingsymmetryradialCyclicallinearplanarCircularBead的布置方式PatternGroupingsymm注意Volume/Massresponse在形貌优化（TopographyOptimization）中不敏感，不适合作为约束或目标注意Volume/Massresponse在形貌优化优化问题回顾优化问题回顾优化问题结果目标（Objective）是否达到目标?目标提高多少?设计变量（DesignVariables）提高设计的变量值设计约束（Constraints）是否与约束冲突?优化问题结果Optimization-Interpretation

什么容易出错?局部最小与整体最小过约束可能导致求解结果错误其它优化效率约束与设计变量之间的联系无约束优化问题优化问题设置不适当硬件限制Optimization-Interpretation一体化设计TopologyoptimizationTopographyoptimizationSizeoptimizationShapeoptimizationKnowledgeFreedomConceptDesignTesting一体化设计TopologyoptimizationSiz形状优化

ShapeOptimization形状优化

ShapeOptimization形状优化实例形状优化是通过变动结构的边界，来改进结构特性的一种优化方式，它通过重新定义节点的位置，来获得结构边界的变化，节点的变动是通过AutoDv创建的DESVARDVGRID卡来定义的。形状优化实例形状优化初始设计最终设计施加的波动矢量vi形状优化初始设计最终设计施加的波动矢量vix(0)x=x(0)+x

x形状优化在单个形状波动变量作用下的节点移动矢量原始位置：

波动矢量：

波动矢量的幅值(DESVAR)：网格节点在多个波动矢量合并作用下移动(DVGRID)：x(0)x=x(0)+xx形状优化在单个形状波动变运用AutoDV建立形状优化变量定义DomainElements(vs.StructuralModel)定义DomainNodesets定义ControlVectors运用AutoDV建立形状优化变量线性形状

二次形状AutoDV支持两种形状函数线性形状AutoDV支持两种形状函数利用AutoDV创建形状

优化变量在HyperMesh中

Shape子菜单中创建形状变量的流程CreatedomainelementsRunAutoDVwith

appropriateanalysisandsub-codesCreatenodesetsAutonodeselectionw/HM5.0CreateshapeperturbationvectorsPreviewshapeanimationsinHypeMeshusing*.dv.animateresultsfileInclude*.datintoOptiStructdeck‘Shape’panel‘Animate’buttoninShapepanel‘deform’panelAutomaticallyincluded利用AutoDV创建形状

优化变量在HyperMesh中波动变量生成练习题1SquarePlate目的：运用AutoDV在壳单元上创建波动矢量，了解波动矢量生成的过程和意义。波动变量生成练习题1SquarePlate目的：运用A波动变量生成练习题2hatdv.hm目的：运用AutoDV创建多个波动矢量，来