本項目拓撲優化是基于某項目的副儀表板總成進行的，處于產品設計階段，由于相關的環境件還沒有完全確定，因此，可優化的空間很大。

   考慮到副儀表板總成結構復雜，零部件較多，前期如果將副儀表板總成全部抽取中面，劃分網格，勢必會用很多時間，因此，簡化模型，直接對副儀表板支撐鋁架進行拓撲優化，后期再對總成就行優化分析。

   Altair Inspire中的拓撲優化功能非常強大，基于無網格的拓撲優化，可以節約大量時間。

  副儀表板總成結構如圖1所示：

圖1 副儀表板總成結構圖

  支撐鋁架結構如圖2所示：

圖2 支撐鋁架結構圖

   本次是基于副儀表開啟狀態工況，在扶手頂端施加400N載荷，同時考慮相關部件重力載荷作用，對支撐鋁架結構進行拓撲優化。

   首先將支撐鋁架幾何模型導入Altair Insprire中，接著，對底部8個安裝孔施加固定約束，同時采用對稱形狀控制。接著模擬副儀表開啟狀態工況施加載荷的位置建立主控點，對支撐鋁架4個裝配孔進行耦合（由于環境件本身具有一定剛性，因此耦合方式選擇剛性耦合，即考慮力矩作用）。模型設置如圖3所示：

圖3 支撐鋁架模型設置圖示

   本次選擇的單位為MPA(mm t N s)

   優化設置的質量目標分別為10、20、30、40（看看每種質量目標對結果的影響），如圖4所示：

圖4 優化設置

   由于幾何模型及相關環境件沒有全部確定，因此優化還存在一些缺陷，比如模態是否滿足目標等，但是通過拓撲優化，至少知道主體結構造型，對后期的設計可以提供幫助。

   優化結果如圖5所示：

圖5 優化結果

   如果考慮最低一階模態為30Hz（主要是展示結果），質量目標為10%，優化結果如圖6所示：

圖6 含一階模態的優化結果

   最后，在HyperMesh中進行拓撲優化，其結果如圖7所示：

圖7 OptiStruct優化結果

   對比分析二者優化結果，因為Inspire中有一些簡化，因此，二者結果稍微有所不同，但是相似度可達90%左右，如圖8所示：

圖8 Inspire and OptiStruct 對比結果   

   最終，考慮到相關環境件、鋁合金成型工藝、模態等因素，結合拓撲優化結果，支撐鋁架3D數據如圖9所示：

圖9 最終支撐鋁架結構圖

   優化前后，支撐鋁架結構前后減重40%左右。

   結束語：Inspire無網格結構優化，操作方便，如果考慮合理，其優化結果與實際產品吻合度相當高，為前期結構設計帶來非常大的優勢，同時節約了大量時間。

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