尺寸-形狀優化案例

優化對象：高x寬x厚是200*100*5,截面是矩形管；

優化變量：幾何高度，幾何寬度，板厚；

約束條件：矩形管整體應力小于某一值；

優化目標：重量減輕。

 

1采用hypermorph功能設置形狀變量區域

進入analysis-optimization面板，hypermorph功能。

 

 

選擇morph Volumes，對整個部件進行形狀變形，選擇視圖中所有單元，其余選項默認即可，create，效果如下圖：

 

 

 

2創建形狀變量

返回一級，進入morph面板，設置形狀變量

 

進入后，將界面設置如下，handle處選擇圖示8個紅點，沿著xyz方向縮放，默認縮放因子為1，臂的規格（mm）高x寬x厚是200x100，高的范圍120到200之間，寬50到100，設置對應方向的縮放因子，注意，先設置一個方向的變化，點擊右側morph。

之后左側切換為save shape，取個名稱，save之后，再點擊undo，回到上一步，重新設置另一個方向的變化。

 

給你的文件中設置了3個shape，先用shape1是先變形至最小狀態，然后2,3才是真正的形狀變量，擴大了上限。

 

3創建厚度變量

analysis-optimization-size，創建厚度變量，2mm-5mm

 

切換左側至第二項，做如下關聯：prop選擇對應的厚度屬性。可以通過review查看已關聯的狀態。

 

4創建響應：體積和應力

analysis-optimization-response，分別創建體積和應力響應，應力響應時，為了計算快捷，在elems處直接指定最大應力的編號（通過前期的靜強度分析可得）。

 

 

5創建應力約束

analysis-optimization-dconstraint，該分析中，應力上限為120Mpa，響應選擇上一步創建的應力響應，loadstep選擇對應的工況。

 

6創建目標函數

analysis-optimization-objective，選擇體積最小

 

7設置完成，提交計算optistruct

8結果文件說明

結果文件很多，重要的有幾個：

waijia_1_opti.hgdata：迭代過程曲線，包括設計變量，目標函數的迭代曲線。

waijia_1_opti_des.h3d：迭代過程的云圖，包括形狀變量，厚度變量。

waijia_1_opti_s1.h3d：初始狀態和優化終了狀態的靜強度結果，可以查看應力和位移狀態。

 

厚度迭代曲線圖

 

體積迭代曲線