加电子教程2013hypermesh集hyperworks培训20108帮助中文v10optistruct

要求使用Oitrcs拓扑优化功能对汽车摆臂进行概念设计，优化得到的结构不仅重量更轻，且满足所有载荷工况的约束要求。汽车摆臂有限元网格包括可设计区域（蓝色）和不可设计区域（黄色，如图1所示。零件指定约束点（载荷施加点）的合位移，在该点上施加三种载荷后产生的位移分别为0.5、0.02、04，优化设计的目标是尽可能减少设计材料。优化问题描述如下：目标：体积最小化约束：施加载荷的节点在工况1下的合位移小于0.05mm；施加载荷的节点在工况2下的合位移小于0.02mm；施加载荷的节点在工况3下的合位移小于0.04mm。 结果（实体的分布）将以单元密度值从0到1的云图在设计空间中显示，启动在 点 按钮FilesPanel。在弹出的Open 框中选carm.hm文件，该文件位于本示例中所用到的三个compnes事先已经定义，以下需要创建材料集并为每个copnets指定相应的材料。点击Model按钮，在模型浏览窗口内上点击鼠标右键，移动光标至Create，图2步骤1在Cardimage栏中选择图3步骤3点击弹出MAT1菜单界面，设置E为2.0E5，Nu为图4步骤5点击显示的输入栏中赋值。以上建立了一个新的材料steel，指定材料为OptiStruct的linearisotropic，杨氏模量为2E+05，泊松比为0.3。由于本例是一个线性静力分设定。可以随时使用cardimage子面板对collector的卡片属性进行修改。点击Model按钮，在模型浏览窗口内上点击鼠标右键，移动光标至Create，点击cardimage=并选择点击material=并选择点击点击cardimage=并选择点击material=并选择点击从 选 Property，如图图5步骤16 图6步骤17点击property=点击 到点击第3步：创建载荷工况load 点击Model按钮，在模型浏览窗口内上点击鼠标右键，移动光标至Create，点击name=并输入在Cardimage中选定为点击在左边窗口点击LoadCollectors，SPC并点击MakeCurrent，即将 ，约束其号，上边的数字123表明沿x轴、y轴、z轴方向的移动自由度已约束图7约束套管一端的dof1、dof2和dof3选择套管另一端的节点并约束其dof2和dof3自由度，如图点击create。在图形窗口中被选择的节点处出现三角形约束符号，上边的数字3表明沿y轴、z轴方向的移动自由度已约束。图8约束套管另一端的dof2和dof3 仅约束dof3点击create。在图形窗口中被选择的节点处将出现三角形约束符号，上边的数字3表明沿图 在节点269xy和zbrake、corr和oleldcllr1中的数值来创建载荷。具体步骤如表1Nodex-y-z-在左边窗口点击LoadCollectors，Brake并点击MakeCurrent，即将 点击nodes选择by输入节点号2699点击车键 点击 =下面的方向定义开关，并在弹出菜单中选择x-uniformsize=键入100，按回车 点击nodes选择by输入节点号2699点击 点击 =下面的方向定义开关，并在弹出菜单中选择y-在左边窗口点击LoadCollectors，Pothole并点击MakeCurrent，即点击nodes选择by输入节点号2699点击 点击 =下面的方向定义开关，并在弹出菜单中选择z-点击return回 ysis页图10节点2699处三个方向的载荷第6步：创建OptiStruct子工况设定边界条件并定义子工况 点击 确认type为linear点击其右侧的条目区并从 确认LOAD前的复选框被选中，点击其右侧的条目区并从loadcollectors列表点击createOptiStruct子工况brake已经创建，该工况的约束由loadcollector中的spc指定，力由loadcollector中的brake指定同样步骤定义Corner点击 回 点击 点击 选择type:在这个优化问题中，目标是体积的最小化，而约束是受力的2699号节点的位移。将创建两个响应：一个是用于定义目标的体积响应，另一个是位移响应。提示点击response并输入vol点击响应类型 点击response=并输入点击responsetype开关并在弹出菜单中选择Staticdiscement 选择 点击response=，并从响应列表中选择点击点击constraint=并输入确认upperbound点击upperbound=并输入数值点击response=并在响应列表中选择并点击点击点击constraint并输入确认upperbound点击upperbound并输入数值点击response=并在响应列表中选择点击点击constraint并输入确认upperbound点击upperbound并输入数值点击response=并在响应列表中选择点击执行求解前，Opitrct可以对模型进行校验，以评估模型计算时所需要的磁盘空间以及内存大小。在校验运算中，Opirct也会检查执行分析和优化所必需的信息是否完全，并确保这些信息不会。 点击inputfile:栏后的saveas…，弹出Savefile…选择一个用OptiStruct文件的 ，并在Filename:栏中输入模型文件名点击Save。carm_check.fem的文件名和存取位置将显示在inputfile:栏中点击exportoptions:转换按钮，选择点击runoptions:转换按钮，选择点击memoryoptions:转换按钮，选择memory点击这样就启动了Opitrct检查运算，一旦过程结束，可以在弹出的DOS或是UNIX窗口中，看到crm_chck.out文件的内容，包含文件设置的信息、优化问题的设置、对运行计算所需要的内存数和硬盘空间数的估计、优化迭代和计算时间的信息，也可能看到警告和错误信息。ProblemParameters部分。ProblemParameters部分。约束是否正确，请查看carm_check.out文件中的OptimizationProblemSpaceEstimationInformation部分。 点击inputfile:栏后的saveas…，弹出Savefile…选择一个用OptiStruct文件的 ，并在Filename:栏中输入模型文件名点击Save。点击runoptions:转换按钮，选择求解结束后，DOS窗口出现“…Procssingcomlete”信息。如果模型有错误， 也会提示出错信息并将此信息写入 lete.out文件中，具体信息可通过文本文件编辑器查看。 plete.statarm_check.fem文件同一 中 ementStres（ 在命令窗口看到Prcsscopletedsccssfully信息时，点击绿色的Hperiw按钮，即能启动Hpriew，并自动载入结果。模型和结果文件成功载入HperView的信息窗出现，注意在Hperiew的三个不同页面中，分别载入了3个.h3d文件。点击Clse关闭信息窗口。查看模型的变形形状有助于判断边界条件是否正确定义及模型是否按期望变形。第1页是优化结果，第2、3、4页可以查看分析结果，点击Nextpage按钮进入下一页面。第2页显plete_s1.h3d文件结果。注意，此页名为Subcase1–brake，其结果点击按钮Contour点击激活Resulttype:栏第一个下拉菜单并选择Discement[v]点击按钮Deformed在Resulttype:栏中选择Discement[v]，在Scale：栏中选择modelunits，在 在 图 单元位移云 图12点击线性静态图标启动模型动画。显示第一个子工况brake变形动画，注意图标的变化，说明模型在变形。 tion0（如图13所示，激活LoadCaseandSimulationselection框。图13激活LoadCaseandSimulationselection tion18选择第18次迭代。云图显示第一个子工况brake的第18次迭点击在Nextpage图标，进入第页。第页显 文件结果。注意，此页名为Subcase2–corner，其结果与子工况corner第14步：查看密度结果静态图点击Previouspage图标直到页面名显示为DesignHistory，此页结果对点 点击激活Resulttype：栏第一个下拉菜单，选择ElementDensities[s]。点击在 选 tion0，激活LoadCaseandSimulationselection框。 tion18选择第18次迭代。模型中的各单元均分配了一种图例色彩，如果有很多中间密度的单元（其密度值介于0和1之间，则需要调整离散参数DISCRETE。离散参数DISCRETE（在optimization面板opticontrol中设置）可用于使具有中间密度值的单元趋向于1或者0，利于得到更加离散的结构。对于本例，现有的网格和结果已经足够。结构需要加强的区域密度值趋向于1.0，（3）max=栏中是否显示 如果不是，则优化的进程不够。可以进行的迭代和（或）减少目标的容差OBJTOL的参数值（在optimization面板opticontrol中设置。如果调整了离散参数DISCRETE，并且（或）减少目标的容差OBJTOL仍不能产生更加离散的解点 IsoValue按钮在Resulttype：栏第一个下拉菜单选择ElementDensities[s],在第二个下拉在 等值面图显示在图形窗口中，密度云图显示此模型中密度值超过0.15的部图 移动Currentvalue栏下的滑杆以改变阈值，移动过程中，图形窗口中的等值 1摆臂有限元网格提交OpstStruct第1步：载入optistruct模板启动HyperMesh，弹出UserProfiles…框。UserProfiles…也可以通过的下拉菜单Preferences进入在UserProfiles框中选择OptiStruct点击2从File的下拉菜单选择Open,弹出OpenFile…框中找到DRAW用来设计铸件的可制造性，允许模具沿给定方向滑动，这些约束通过使用DTPL卡来定义。DRAW有两个选项：SINGLE选项为单向脱模，SPLIT选项 topology选择面板左边的desvar=propstype为27anchor,first,obstaclepropsnon-designreturnoptimization第4步：定义优化响应optimization面板中点击responsesresponse=Vresponsetyperesponse=responsetypeweightedcomp位于第二页returnoptimizationupper点击response=选择returnoptimization31min/maxresponsereturnoptimization面板。点击FilesSave设置保存文件 并输入文件名controlarm_opt.hm,点击save 将exportoptions:将runoptions:将memoryoptions:设置为memory点击OptiStruct HyperMesh命令文件是基于密度结果将单HyperMesh命令文件是基于密度结果将单OptiStructOptiStruct输出文件，计算前的模型检查及在 yer中插件 IE执行OSSmooth 文件等necessary,runOSSmoothfilesfortopologyoptimization.HyperViewHTML文件用于后处理用HyperViewyer进行浏览，与_ .html文件连接. HTMLHyperViewyer进行浏览HyperView二进制文件，包括：拓扑优化分析的Density，形貌优化分析的Shape及尺寸和拓扑优化分析的Thickness等HyperView二进制文件包括：线性静力分析的Discement和Stress，模态分析的Elementstrainenergy等HyperMeshBinary结果文件OptiStruct共进行了38步迭代，每一步计算结果都包含有单元密度信息，同时OptiStruct提供了第1步和第38步计算的位移（Discement）和应力信息（VonMises）。以下将描述如何在HyperView中对结果进行后处理。GraphicsSelectLoadLoadCase中选择Design并在Simulation43点击Contour在Resulttype:,Elementdensitiess)设置Averagingmethod:点击510Op