自由形狀優(yōu)化
關注創(chuàng)建者：CAE追夢者 創(chuàng)建時間：2019-05-21
自由形狀優(yōu)化的視頻教程
abaqus_形狀優(yōu)化
abaqus_形狀優(yōu)化，演示案例。形狀優(yōu)化取決于原始尺寸和變量設置，修改參數(shù)后對結果影響很大，所以不同形狀的幾何注意一下，不一定能出來你想要的結果
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ABAQUS形狀優(yōu)化案例
本例是通過優(yōu)化1/4圓弧的形狀達到降應力的作業(yè)，其實涉及到創(chuàng)建設計變量，定義應力響應，體積響應，關聯(lián)多工況，定義約束，定義目標的操作，購買后可以提高源文件與word版教程
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Optistruct尺寸-形狀聯(lián)合優(yōu)化
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自由形狀優(yōu)化的實例教程
本案例教程在于如何使用optistruct進行支架的形狀優(yōu)化、自由形狀優(yōu)化。其中，涉及到的知識點有形狀優(yōu)化中形狀變量的創(chuàng)建；自由形狀優(yōu)化中形狀變量的創(chuàng)建、變形約束壁障的建立；如何在optistruct中進行形狀優(yōu)化及自由形狀優(yōu)化。
自由形狀優(yōu)化結果
形狀優(yōu)化結果
具體操作部分見收費內(nèi)容部分，相關模型及腳本文件見附件。凡購買本案例的朋友針對收費內(nèi)容部分有疑問，可以一起交流。
展開 新的一年已經(jīng)到來，今天給大家分享一個輕松一點的話題——自由形狀優(yōu)化。其余五種優(yōu)化類型今年會在“HyperWorks優(yōu)化實例向?qū)А睂ｎ}中一一為大家分享，歡迎持續(xù)關注“Altair澳汰爾”微信公眾號~
本文模型主要使用如下圖所示簡單模型：
大家可以先下載模型跟著教程一步一步操作體驗。全文模型及操作視頻下載鏈接如下：
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形狀優(yōu)化與自由形狀優(yōu)化
所謂自由形狀是和形狀優(yōu)化比較而言的，自由形狀優(yōu)化節(jié)點變形的形式更加自由。進行形狀優(yōu)化的時候需要事先創(chuàng)建形狀變量，優(yōu)化算法的優(yōu)化對象就是每個形狀變量的系數(shù)。最終的優(yōu)化結果只能是原始網(wǎng)格位置與各個形狀的線性疊加。
拿下面這張圖來說，藍色內(nèi)圈是原始網(wǎng)格邊界，左圖外圈紅線是網(wǎng)格變形創(chuàng)建的形狀變量的最遠處。如果形狀變量的范圍是 [0, 1]，那么最終優(yōu)化結果的網(wǎng)格位置只能是藍圈和紅圈之間某個位置的一個圓。自由形狀優(yōu)化的每個節(jié)點都可以隨意運動。
打個比方，形狀優(yōu)化就像計劃經(jīng)濟，自由形狀優(yōu)化就像市場經(jīng)濟。
自由形狀優(yōu)化最常用的場景是解決應力集中問題，當然，也可以用于別的場合。
Altair OptiStruct? 自由形狀優(yōu)化算法：
classic 和 vertex morphing
Altair OptiStruct? 自由形狀優(yōu)化算法分 classic 和 vertex morphing 兩類，vertex morphing 方法自由度更大，但是計算量也會隨之大幅度增加，而且 vertex morphing 方法目前還是 beta 版本，使用時需謹慎。
對于2D單元：
classic 方法中的變量只能是自由邊上的節(jié)點。
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形狀優(yōu)化與自由形狀優(yōu)化
所謂自由形狀是和形狀優(yōu)化比較而言的，自由形狀優(yōu)化節(jié)點變形的形式更加自由。進行形狀優(yōu)化的時候需要事先創(chuàng)建形狀變量，優(yōu)化算法的優(yōu)化對象就是每個形狀變量的系數(shù)。最終的優(yōu)化結果只能是原始網(wǎng)格位置與各個形狀的線性疊加。
拿下面這張圖來說，藍色內(nèi)圈是原始網(wǎng)格邊界，左圖外圈紅線是網(wǎng)格變形創(chuàng)建的形狀變量的最遠處。如果形狀變量的范圍是 [0, 1]，那么最終優(yōu)化結果的網(wǎng)格位置只能是藍圈和紅圈之間某個位置的一個圓。自由形狀優(yōu)化的每個節(jié)點都可以隨意運動。
打個比方，形狀優(yōu)化就像計劃經(jīng)濟，自由形狀優(yōu)化就像市場經(jīng)濟。
自由形狀優(yōu)化最常用的場景是解決應力集中問題，當然，也可以用于別的場合。
Altair OptiStruct? 自由形狀優(yōu)化算法：
classic 和 vertex morphing
Altair OptiStruct? 自由形狀優(yōu)化算法分 classic 和 vertex morphing 兩類，vertex morphing 方法自由度更大，但是計算量也會隨之大幅度增加，而且 vertex morphing 方法目前還是 beta 版本，使用時需謹慎。
對于2D單元：
classic 方法中的變量只能是自由邊上的節(jié)點。節(jié)點可以沿著 2D 單元自由邊法向移動。
vertex morphing 方法中的變量可以是任意節(jié)點，面內(nèi)的節(jié)點的運動方向是單元法向，外側(cè)節(jié)點可以沿著 2D 單元自由邊法向移動。
展開 自由形狀優(yōu)化案例免費分享，本案例來源于《OptiStruct HyperStudy理論基礎與工程應用》，再次申明本案例僅用于學習交流，不用于營利！寫帖子也挺辛苦的，下載本案例的朋友請主動點關注，謝謝！
對該模型的設計變量區(qū)域進行自由形狀優(yōu)化，從而改變原始模型的應力分布，降低某些區(qū)域的最大應力。約束：對稱性約束，網(wǎng)格界限約束。
優(yōu)化前形狀
優(yōu)化后形狀
優(yōu)化前位移云圖
優(yōu)化后位移云圖
本案例背景持續(xù)完善！
free-shape.zip
展開 Step5：創(chuàng)建目標函數(shù)
進入optimization panel，點擊 objective，創(chuàng)建目標函數(shù)
選擇Volume響應，設置最小化(min)
最終的優(yōu)化分析如下圖所示：
四、分析結果
形狀優(yōu)化結果
應力結果：滿足設計要求。
體積變化情況
由該結果可知，重量可以減輕20%。
五、結論：
利用optistruct可以實現(xiàn)對電機轉(zhuǎn)子進行輕量化設計。
在保證了強度的前提下，重量可以減輕20%。
自由形狀優(yōu)化方法可以有效的指導電機轉(zhuǎn)子的設計工作，實現(xiàn)輕量化設計。
自由形狀優(yōu)化的相關專題、標簽、搜索
自由形狀優(yōu)化的最新內(nèi)容
在體積不變的情況下，通過自由形狀優(yōu)化，減小了小應力部分的直徑，增大了大應力部分的直徑（見圖5局部放大圖），使得最大應力減小，應力分布更加均勻。
What is FRED？
■ 光機系統(tǒng)一體的設計分析工具
■ 雜光分析
■ 相干光傳播
■ 成像系統(tǒng)設計和照片真實渲染
■ 虛擬機
■ 光機系統(tǒng)調(diào)試（法醫(yī)3D光學）
■ 自輻射熱分析
■ 照明設計
■ 公差、裝配和測試
■ 序列和非序列光線追跡模式
■ 多變量優(yōu)化能力
Introduction
自由曲面
摘要：本研究旨在解決機械臂在復雜環(huán)境中避障路徑規(guī)劃的問題。本文提出了一種利用粒子群優(yōu)化算法（PSO）進行機械臂避障規(guī)劃的方法，通過建立機械臂的運動模型，將避障問題轉(zhuǎn)化為優(yōu)化問題。PSO算法通過模擬群體中個體的社會行為和個體行為來尋找到最佳路徑，確保機械臂在避開障礙物的同時，能夠高效地到達目標位置。研究表明，基于PSO算法的避障規(guī)劃在收斂速度和路徑優(yōu)化上具有良好的性能，能夠有效提高機械臂的操作效率和安全性
<p><span style="color: rgb(0, 0, 0);"> 工程師 、研究人員和科研人員們一直在努力改進設計，電磁行業(yè)仿真工程師也不例外。“如何獲得最優(yōu)形狀？”每一位工程師都會產(chǎn)生這樣的疑問，形狀優(yōu)化技術應運而生，尺寸優(yōu)化是目前比較常見的優(yōu)化技巧，形狀優(yōu)化是尺寸優(yōu)化的延伸，不僅需要考慮尺寸更改，還涉及到形狀的總體改變。結構的形狀受控于一組設計參數(shù)
拓撲優(yōu)化：拓撲優(yōu)化是一種在設計中尋找最佳材料分布的方法。
它通過改變材料在結構中的分布，以最小化結構的質(zhì)量（或體積分數(shù)）并滿足特定的性能要求。在汽車輕量化中，拓撲優(yōu)化可以用來確定哪些部分需要加強，哪些部分可以減輕以降低整體重量，同時保持結構的強度和剛度。
形狀優(yōu)化：形狀優(yōu)化關注的是在給定的幾何形狀內(nèi)，調(diào)整結構的形狀以優(yōu)化性能。這可能涉及到改變零部件的曲率、截面形狀或其他幾何參數(shù)。在汽車輕量化中
Optistruct 支持優(yōu)化分析類型有拓撲優(yōu)化，尺寸和自由尺寸優(yōu)化，形狀和自由形狀優(yōu)化。這里我就主要講講拓撲優(yōu)化，其他優(yōu)化類型要是有時間再單獨拿出來說。拓撲優(yōu)化是目前比較新穎的一種結構優(yōu)化技術，實質(zhì)是在給定的優(yōu)化空間內(nèi)，根據(jù)確定的邊界條件，找到滿足各種性能指標的最佳傳力路徑，從而獲得質(zhì)量最輕，用材最少的結構。
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形狀優(yōu)化與自由形狀優(yōu)化
所謂自由形狀是和形狀優(yōu)化比較而言的，自由形狀優(yōu)化節(jié)點變形的形式更加自由。進行形狀優(yōu)化的時候需要事先創(chuàng)建形狀變量，優(yōu)化算法的優(yōu)化對象就是每個形狀變量的系數(shù)。
自由形狀優(yōu)化：針對給定結構修改邊界節(jié)點，在滿足給定約束的前提下，針對目標函數(shù)尋找各個節(jié)點的最佳位置。
一般把拓撲優(yōu)化、自由尺寸優(yōu)化、形貌優(yōu)化稱為概念設計優(yōu)化，尺寸（參數(shù)）優(yōu)化、形狀優(yōu)化、自由形狀優(yōu)化稱為詳細設計優(yōu)化。
下面用OptiStruct對端板做一個拓撲優(yōu)化，包括分析設置、優(yōu)化設置、后處理以及生成step格式文件。
自由形狀優(yōu)化的每個節(jié)點都可以隨意運動。
打個比方，形狀優(yōu)化就像計劃經(jīng)濟，自由形狀優(yōu)化就像市場經(jīng)濟。
自由形狀優(yōu)化最常用的場景是解決應力集中問題，當然，也可以用于別的場合。
在這篇文章中，我們將演示如何使用 OpticStudio 的 TrueFreeForm 面，設計AR/VR設備中的人眼追跡系統(tǒng)（eye-tracking subsystem），這個系統(tǒng)通常位于裝置的楔形透鏡結構中。此外，為了完成子孔徑（sub-aperture）矢高（sag）的優(yōu)化，我們會透過優(yōu)化 TrueFreeForm 面的網(wǎng)格矢高（grid-based sag）以達成目標。在優(yōu)化的過程中
