HyperMesh的車架拓撲優化

了解了HyperMesh軟件簡介和學習了軟件中車架管徑優化的相關知識,相信大家對HyperMesh這個軟件有了一定的認識,那今天,讓我們來學習另外一個知識——HyperMesh的車架拓撲優化。

大家第一次聽到拓撲優化,肯定會提出幾個問題:什么是拓撲優化?拓撲優化可以干什么?怎么實現拓撲優化?

所謂拓撲優化,實際上就是均勻分布材料的空間域在一定的負載和約束條件下,通過數學方法計算得到材料的最佳分布方案。

那現在就讓我們來看看怎么用HyperMesh實現車架拓撲優化吧!

我們打開HyperMesh后選擇optistruct求解器。

HyperMesh的車架拓撲優化的圖1

導入模型之后,我們要做的事情就是模型的處理。將自由邊轉換成共享邊,使用下面的工具。

HyperMesh的車架拓撲優化的圖2

進入面板后會發現有些邊是紅色,有些是綠色。紅色的表示自由邊,綠色的表示共享邊,我們要將模型面與面相交的邊變成共享邊,否則會對之后網格劃分的連接性會有影響。

HyperMesh的車架拓撲優化的圖3

處理完如下圖(還有一些自由邊,但這些自由邊是不會影響網格劃分的)

HyperMesh的車架拓撲優化的圖4

接下來是劃分網格:

HyperMesh的車架拓撲優化的圖5

在此設置網格尺寸為8。

HyperMesh的車架拓撲優化的圖6

定義剛性單元:(把懸架看做是剛體)

HyperMesh的車架拓撲優化的圖7
HyperMesh的車架拓撲優化的圖8

1箭頭指的是主點,2箭頭指的是從點

從點可有多個,主點只有一個,在選擇上端點為主點

我們進行拓撲優化的過程大致有:定義材料屬性,施加載荷以及邊界條件,定義工況,響應以及目標函數。

1.定義材料:(注意坐標軸附近的紅色箭頭)

HyperMesh的車架拓撲優化的圖9

參數的設置如下圖(僅供參考)

HyperMesh的車架拓撲優化的圖10

2.定義屬性:

HyperMesh的車架拓撲優化的圖11

在這里設置殼單元厚度為20

HyperMesh的車架拓撲優化的圖12

3.定義兩個載荷集:(注意紅色箭頭)

HyperMesh的車架拓撲優化的圖13

命名看自己喜好,在此定義了force和spc兩個載荷集。

4.施加力和約束:

HyperMesh的車架拓撲優化的圖14

此時要特別注意右下角的箭頭,顯示spc說明你施加的載荷會存儲在spc這個集里。當施加力時,就要更改這里為force載荷集。

HyperMesh的車架拓撲優化的圖15

約束了后懸的六個自由度

在前懸施加了反向1000N的力

5.定義工況:

HyperMesh的車架拓撲優化的圖16
HyperMesh的車架拓撲優化的圖17

spc選擇spc載荷集,load選擇force載荷集

6.定義響應,邊界條件,目標函數:

HyperMesh的車架拓撲優化的圖18
HyperMesh的車架拓撲優化的圖19

在此定義了質量分數(massfrac)以及柔度(weighted comp)兩個響應

HyperMesh的車架拓撲優化的圖20

邊界條件:(這里的設置表示質量不超過總質量的百分之三十

HyperMesh的車架拓撲優化的圖21

目標函數:(表示柔度最小,剛度最大

HyperMesh的車架拓撲優化的圖22

7.定義設計變量:

HyperMesh的車架拓撲優化的圖23
HyperMesh的車架拓撲優化的圖24

8.給component賦予屬性:(右擊Fill,點擊Assign)

HyperMesh的車架拓撲優化的圖25

完成以上步驟就可以求解了

HyperMesh的車架拓撲優化的圖26

以下是優化的結果:

HyperMesh的車架拓撲優化的圖27

這次車身車架組關于HyperMesh車架拓撲優化的講解到這里就已經結束了,相信大家對于HyperMesh這個軟件已經更加熟悉并且掌握了關于車架拓撲優化的相關操作。

來源:華南理工大學方程式賽車隊

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