基于MeshFree的加速踏板拓撲優化

1.背景

拓撲優化于20世紀60年代由Rozvany和Prager以布局優化設計的名義開始。在拓撲優化設計之前,涉及結構截面系數的尺寸優化和涉及外觀修改的形狀優化是主流。與這些技術相比,即使沒有初始設計,也可以使用拓撲優化,并且在產品的設計階段非常有用。讓我們假設我們正在設計飛機起落架的橫截面。在使用傳統方法時,要求的剛度是通過在矩形截面內適當減少鉆孔的尺寸和數量來減少質量實現的。如果將拓撲優化應用于此問題,則可以直接在矩形中同時確定內部孔的數量和尺寸,還可以在很高程度上滿足設計要求。福特汽車也采用拓撲優化設計底盤或部件加強件和胎圈,儀表板,底盤焊點和焊點數,懸掛裝置和其他加固構件。



QQ圖片20190714173417.jpg

優化設計應實現產品性能和經濟性,這可以通過對結構的一些部件進行拓撲優化分析來實現。該案例中,將區分需要拓撲優化的部件和不需要拓撲優化的部件。模型文件詳見文末附件。

2.分析類型及CAD導入

① 點擊 [分析類型]

② 點擊 [拓撲優化]

③ 根據下表進行選項設置

QQ圖片20190714173705.jpg

④ 點擊 [OK]

⑤ 點擊 [導入CAD] 

⑥ 點擊 [plate.X_T] 

⑦ 點擊 [打開]

3.定義材料

QQ圖片20190714173943.jpg

4.邊界條件

① 點擊 [分析條件] 

② 點擊 [約束條件]

③ 選擇4個面,如下圖所示

QQ圖片20190714174208.jpg

④ 點擊 [OK]

5.荷載施加

① 點擊 [壓力] 

② 選擇6個面,如下圖所示 

QQ圖片20190714174417.jpg

③ 輸入壓力 10??/????2 

④ 點擊 [OK]

6.區分設計部件和非設計部件

① 區分設計部件和非設計部件

QQ圖片20190714174638.jpg

② 雙擊分析控制

③ 設置制造條件,如下表所示

QQ圖片20190714174841.jpg

④ 點擊 [OK] 

⑤ 點擊 [運行分析]

QQ圖片20190714175933.jpg

7.優化模型

① 點擊 [優化模型]

② 輸入材料密度0.04 

③ 點擊 [體積計算] 

④ 查看優化形狀

QQ圖片20190714175156.jpg

                                                                       優化前

QQ圖片20190714175415.jpg

                                                                           優化后

基于MeshFree的加速踏板拓撲優化的圖11加速踏板拓撲優化.rar

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