結(jié)構(gòu)CAE優(yōu)化
關(guān)注創(chuàng)建者：小小藍(lán)鷹 創(chuàng)建時間：2020-04-29
結(jié)構(gòu)CAE優(yōu)化的視頻教程
手把手教你做結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計第一步 ——給學(xué)生黨的CAE第一課
手把手教你做結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計第一步 ——給學(xué)生黨的CAE第一課 適用人群：本科畢業(yè)設(shè)計、研究生課題、校企合作項目等 手把手教你做結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計第一步 ——給學(xué)生黨的CAE第一課【已結(jié)束】 直播時間：2020-09-08 19:30 Inspire學(xué)生案例競賽正在進(jìn)行中，報名即有福利，提交試用案例最高獎勵5000元。
免費 1小時9分鐘 776播放
查看
ADAMS運動學(xué)仿真及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計第四講——結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計
1.模型參數(shù)化 1）定義設(shè)計變量 2）模型參數(shù)化 2.優(yōu)化設(shè)計流程 1）優(yōu)化設(shè)計的一般流程 2）目標(biāo)函數(shù)定義 3）約束函數(shù)定義 4）優(yōu)化設(shè)計、設(shè)計研究和實驗設(shè)計的區(qū)別 3.六連桿沖壓機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計 4.發(fā)動機(jī)解耦率優(yōu)化設(shè)計
￥30 2小時4分鐘 71播放
查看
基于Abaqus-ATOM優(yōu)化模塊尺寸優(yōu)化控制臂實用仿真(附帶詳細(xì)cae模型文件)
（附帶詳細(xì)cae模型abaqus6.14及inp文件）
￥29.9 6分鐘 23播放
查看
結(jié)構(gòu)CAE優(yōu)化的實例教程
在汽車行業(yè)，從最初的線彈性部件分析到汽車結(jié)構(gòu)中大量的非線性問題分析，到現(xiàn)在汽車疲勞壽命分析、NVH分析、碰撞模擬等，有限元科技CAE應(yīng)用項目幾乎可以涵蓋所有環(huán)節(jié)。
今天和大家分享的是：汽車設(shè)計中的結(jié)構(gòu)/材料優(yōu)化分析。
結(jié)構(gòu)/材料優(yōu)化
優(yōu)化設(shè)計包括尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化、形貌優(yōu)化和拓?fù)?em>優(yōu)化，而表現(xiàn)在汽車設(shè)計中則有輕量化、材料節(jié)能環(huán)保、提高動力性能等。在維持汽車重要區(qū)域原結(jié)構(gòu)、車身模態(tài)和剛度性能等基本不變的基礎(chǔ)上，對于其他部位進(jìn)行優(yōu)化從而達(dá)到輕量化、新型材料應(yīng)用等。基于CAE分析的優(yōu)化設(shè)計也常用于新車型的開發(fā)。
近年來，隨著對汽車本身的安全性要求不斷攀升，對汽車車身結(jié)構(gòu)安全部件材料的優(yōu)化設(shè)計就顯得異常重要！
針對此材料和厚度的交互性問題，推出其匹配優(yōu)化的設(shè)計方式。首先主要通過傳力路徑和能量分析的方式初步選取相應(yīng)設(shè)計部件。然后由此進(jìn)行敏感性的分析，這樣才能更準(zhǔn)確的找出最受影響的安全部件作為設(shè)計的對象，從而真正解決難以選取設(shè)計對象的問題。
同時可針對所選取的設(shè)計對象，采用優(yōu)選近似模型和多目標(biāo)優(yōu)化的方式對其厚度和材料實施匹配和優(yōu)化，這樣就充分的利用了兩者的交互性，真正實現(xiàn)材料和厚度的變量混合。
一、汽車安全部件的選定分析
（一）分析汽車傳力路徑
主要針對其正碰當(dāng)中的流動應(yīng)力進(jìn)行分析，可通過明確其車應(yīng)力變化和部件截面展開分析。其傳力路徑具體表現(xiàn)在以下幾點：
車輛本身和剛性壁障產(chǎn)生碰撞時，一旦其前保險杠產(chǎn)生變形，會將力直接傳遞至上縱梁，然后通過上縱梁傳遞至A柱上端位置，最后直接向后傳遞。
當(dāng)車輛和剛性壁障產(chǎn)生碰撞時，一旦其前保險杠產(chǎn)生扭曲，會直接將沖撞力轉(zhuǎn)移至前縱梁，然后直接傳輸至A柱下端、門檻梁以及底板縱梁等位置，最后向后傳遞。
展開 本文圍繞某元件安裝支架引起的共振問題，基于Nastran分析平臺對安裝支架進(jìn)行了CAE結(jié)構(gòu)優(yōu)化，從而大大提高了安裝支架的動態(tài)特性，有效降低了電氣件的振動，提高了車輛的穩(wěn)定性和可靠性。
2 關(guān)鍵部件振動試驗測試
2.1顛簸路面電氣部件振動總集
由圖1可以看出，被測試電氣元件振動較大，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過該電氣件的耐震等級。
2.2顛簸路面電氣部件振動頻率曲線
由圖2可以看出，電氣元件的振動頻率以31Hz左右為主。
3 電氣元件安裝支架CAE分析
利用第三方軟件在Nastran環(huán)境下進(jìn)行離散化建模，模型如圖3所示。
基于Nastran相關(guān)CAE模態(tài)分析軟件，得出電氣元件安裝支架前五階模態(tài)頻率如表一所示。
電氣元件安裝支架第2階模態(tài)頻率為31.8Hz，可以初步判定，電氣元件的振動是由電氣元件安裝支架與其它部件產(chǎn)生共振造成。
3.2電氣元件安裝支架結(jié)構(gòu)CAE仿真優(yōu)化
電氣元件安裝支架2階模態(tài)振型如圖4，根據(jù)模態(tài)振型情況進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。
根據(jù)模態(tài)振型確定幾種結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，再利用Nastran求解器進(jìn)行模態(tài)分析，確定最優(yōu)化方案如圖5。
改進(jìn)后的安裝支架前五階模態(tài)頻率如下表二所示，已完全避開共振頻率31Hz。
4 結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的試驗驗證
根據(jù)Nastran模態(tài)仿真分析的結(jié)果，進(jìn)行實車試驗，得出電氣元件振動如下圖6，經(jīng)過結(jié)構(gòu)優(yōu)化后電氣部件顛簸路況下振動由llg降低到5.3g，大大降低了電氣元件的振動，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于所選電氣元件的耐震等級。
5 結(jié)論
1)將試驗與Nastran等相關(guān)CAE分析軟件相結(jié)合，能夠簡便快速解決汽車關(guān)鍵部件的共振問題。
2)新能源電動汽車的CAE模態(tài)分析不容忽視，尤其是對各電氣件的安裝支架分析。
展開 今天跟大家分享一下關(guān)于morph volume法的簡單應(yīng)用。
圖1 車身地板縱梁
圖2 前大燈橫梁
morph volume的實際操作
目的：將縱梁接頭處z向增加10mm
步驟1：創(chuàng)建控制體
tools→Hypermorph→morph volumes→creat，按下圖設(shè)置，選擇需要變形的網(wǎng)格單元
步驟2：細(xì)分控制體
tools→Hypermorph→morph volumes→split/combine，我們要將變動的區(qū)域和不動的區(qū)域分開，選擇volume的一個邊，出現(xiàn)一個“X”，然后split就完成了切分，紅色的小點是生成的handle，如下圖：
步驟3：處理變動區(qū)域和不動區(qū)域間的運動關(guān)系
tools→Hypermorph→morph volumes→update edges ,圖中紅色標(biāo)記即為需要打斷的運動關(guān)系。
步驟4：移動handle實現(xiàn)組件變形
tools→Hypermorph→morph→move handle，
translate，先將選中的handle向-Z向移動10mm。如下圖：
morph后的效果如下圖：
展開 如何對車身、底盤、內(nèi)外飾等的結(jié)構(gòu)進(jìn)行快速地優(yōu)化，提升性能要求的同時，保證結(jié)構(gòu)的輕量化水平，是每個結(jié)構(gòu)優(yōu)化工程師需要不斷努力的目標(biāo)。
除了日積月累的經(jīng)驗外，合理地應(yīng)用各種優(yōu)化方法，可以更加高效、準(zhǔn)確地找到優(yōu)化方向或者結(jié)果。下面，給大家介紹幾種在汽車結(jié)構(gòu)開發(fā)中經(jīng)常使用的優(yōu)化方法。
1.拓補(bǔ)優(yōu)化
拓?fù)?em>優(yōu)化用于在給定的設(shè)計空間中找到關(guān)鍵的載荷傳遞路徑，常應(yīng)用在結(jié)構(gòu)設(shè)計的前期，能夠避免設(shè)計的盲目，提高結(jié)構(gòu)設(shè)計的效率，達(dá)到結(jié)構(gòu)輕量化等工程目的。常用的拓?fù)?em>優(yōu)化材料插值模型有：變密度法（SIMP）、均勻化方法（Homogenization Method）、變厚度法等。
拓?fù)?em>優(yōu)化的基礎(chǔ)是將有限的設(shè)計區(qū)域離散化，即劃分成有限個網(wǎng)格單元，然后采用某種算法來刪除一部分單元，從而形成帶孔洞的連續(xù)體。直觀上來看拓?fù)?em>優(yōu)化就是在設(shè)計區(qū)域內(nèi)尋找產(chǎn)生孔洞的區(qū)域，以滿足某種設(shè)計要求的方法。
變密度法（SIMP，即Solid Isotropic Material with Penalization Model）是常采用的方法，該方法是將網(wǎng)格單元的設(shè)計區(qū)域內(nèi)的每個單元的相對單元密度ρ作為設(shè)計變量。相對密度ρ在[0, 1] 內(nèi)變化，當(dāng)ρ=0時，代表此單元處于無材料填充的狀態(tài)；當(dāng)ρ=1 時，代表單元處于材料填充滿的狀態(tài)；而更多情況下的單元相對密度ρ的狀態(tài)是介于兩者之間。為了讓材料能夠更加顯著地表現(xiàn)出有和無這兩種狀態(tài)，將單元剛度和楊氏模量假設(shè)成與相對密度ρ成指數(shù)關(guān)系，設(shè)計區(qū)域內(nèi)的單元剛度和楊氏模量將趨向于0或1這兩個狀態(tài)，處于中間狀態(tài)的單元大幅減少，從而能更加明顯地區(qū)分出孔洞和有材料填充區(qū)域的界限。即設(shè)計區(qū)域內(nèi)某單元剛度k和楊氏模量E可由相對密度ρ表示。
展開 基于CAE技術(shù)的現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計專題
一、前言
隨著科學(xué)的發(fā)展，利用計算機(jī)輔助工程技術(shù)來幫助企業(yè)實現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計和數(shù)字化制造，對結(jié)構(gòu)設(shè)計方案進(jìn)行性能分析與優(yōu)化，對產(chǎn)品物理試驗與現(xiàn)場使用進(jìn)行數(shù)字化模擬與仿真，從而達(dá)到減少實際試驗次數(shù)和試制費用，提高產(chǎn)品設(shè)計的工程可靠性的目的。
為了滿足現(xiàn)代企業(yè)產(chǎn)品開發(fā)、設(shè)計和制造的技術(shù)需求，培養(yǎng)企業(yè)高級專業(yè)技術(shù)人員的設(shè)計與分析、實踐與創(chuàng)新能力，北京中際賽威文化發(fā)展有限公司、北京中際孚歌科技有限公司特邀國內(nèi)車輛輕量化設(shè)計領(lǐng)域?qū)＜壹癆NSYS資深技術(shù)專家，在北京舉辦“基于CAE技術(shù)的現(xiàn)代工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計專題研修班”，具體事宜如下：
二、主辦單位：北京中際賽威文化發(fā)展有限公司
北京中際孚歌科技有限公司
中國高科技產(chǎn)業(yè)化研究會信號處理專家委員會
三、時 間：2011年12月22日--24日（21日報到）
四、地 點：北 京（具體路線請見報到通知）
五、學(xué)習(xí)目標(biāo)：
包括系統(tǒng)優(yōu)化的設(shè)計思想闡述、與優(yōu)化相關(guān)的高級CAE技術(shù)、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法及軟件具體實現(xiàn)、其他相關(guān)專題及工程實例實踐操作。
六、授課內(nèi)容安排
（一）、系統(tǒng)化的優(yōu)化設(shè)計思想簡介?
1、優(yōu)化設(shè)計是一個系統(tǒng)工程的基本思想；
2、先進(jìn)分析設(shè)計理念和方法是基礎(chǔ)；
3、先進(jìn)的工程材料及加工成形技術(shù)是實現(xiàn)優(yōu)化的重要方面。
（二）、結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析建模實務(wù)
1、參數(shù)驅(qū)動的建模思想；
2、常用CAE程序建模能力概述；?
3、幾何簡化、修補(bǔ)及編輯應(yīng)遵循的基本原則及實現(xiàn)方法；?
4、結(jié)構(gòu)類型：SOLID、SHELL、SOLID-SHELL、BEAM、LINK、Spring、Damper
5、建立優(yōu)化材料庫；
6、邊界條件及載荷工況；?
7、常用結(jié)構(gòu)分析方法及軟件實現(xiàn)（Strength、Fatigue、Vibration…）。
展開 
結(jié)構(gòu)CAE優(yōu)化的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
結(jié)構(gòu)CAE優(yōu)化結(jié)構(gòu)CAECAE結(jié)構(gòu)工程車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化，結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)構(gòu)CAE 疲勞#機(jī)械 #優(yōu)化設(shè)計 #CAE 結(jié)構(gòu)仿真優(yōu)化設(shè)計仿真優(yōu)化水工結(jié)構(gòu)其他CAE軟件 cae結(jié)構(gòu)優(yōu)化標(biāo)準(zhǔn)教程cae結(jié)構(gòu)仿真車架怎么優(yōu)化cae必修課：結(jié)構(gòu)動力優(yōu)化設(shè)計電塔鐵塔cae紫卡結(jié)構(gòu)仿真仿真優(yōu)化cae結(jié)構(gòu)仿真中汽車車架扭轉(zhuǎn)剛度怎么優(yōu)化電塔電塔鐵塔cae紫卡結(jié)構(gòu)仿真仿真優(yōu)化cae紫卡結(jié)
結(jié)構(gòu)CAE優(yōu)化的最新內(nèi)容
本文原刊登于Ansys.com：《Boost Your Ansys Workflow: 5 Tips for Faster, More Accurate Structural Checks》
編輯整理：邱成宇 | Ansys 高級應(yīng)用工程師
在結(jié)構(gòu)工程中，精度和效率是必須滿足的目標(biāo)。由于項目變得越來越復(fù)雜，能夠在確保符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的同時簡化工作流程，對于取得成功的結(jié)果非常關(guān)鍵。
本文將介紹使用
今日16:00，Ansys官方『Ansys 結(jié)構(gòu)輕量化優(yōu)化設(shè)計解決方案及案例分析』介紹Ansys Mechanical拓?fù)鋬?yōu)化仿真解決方案，以及輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計的工程案例分析，感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時間：5月12日（星期二），16:00-17:00
內(nèi)容簡介：
1. Ansys Mechanical 拓?fù)鋬?yōu)化仿真解決方案
2.輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計案例分析
講師：
<p class="ql-align-justify">Ansys 5月應(yīng)用系列線上研討會共10場，主題覆蓋AI+優(yōu)化、光學(xué)、電弧、熱管理、材料決策…等主題，希望幫助工程師深入掌握仿真能力的應(yīng)用價值，精彩內(nèi)容持續(xù)全年，歡迎大家報名參與！</p><p>歡迎加入直播交流聊，獲取專屬開播提醒、直播回放、直播PPT及完整日程實時更新，干貨不錯過！</p><p class="ql-align-center">
由于雙高斯照相物鏡結(jié)構(gòu)的對稱性，原則上所有橫向像差都能自動補(bǔ)償，因此在設(shè)計思路上只著眼于縱向像差的平衡設(shè)計。為此在設(shè)計過程中首先從設(shè)計其半部系統(tǒng)入手，然后再經(jīng)過鏡像處理形成雙高斯照相物鏡的全系統(tǒng)。雙高斯照相物鏡的半部系統(tǒng)在其系統(tǒng)光欄后只包括一個雙膠合透鏡和一片單透鏡組成，如圖2。
該類型鏡頭結(jié)構(gòu)簡單
ANSYS Workbench 形貌優(yōu)化主要是針對薄殼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，改變其表面形貌，如凸起，加強(qiáng)等。
原模型
整體變形為0.87mm。
質(zhì)量約束為100%
形貌優(yōu)化后，同質(zhì)量下，整體變形為
航空航天工業(yè)是對零部件質(zhì)量和可靠性要求最高的行業(yè)之一。利用增材制造技術(shù)生產(chǎn)高科技零部件的潛力巨大。這種新工藝提供了創(chuàng)造新型設(shè)計的機(jī)會，這些設(shè)計以功能為導(dǎo)向，具有優(yōu)化和面向目的的幾何形狀。
面臨挑戰(zhàn)
MSC Apex Generative Design的以功能為導(dǎo)向的組件優(yōu)化誕生于帕德博恩大學(xué)直接制造研究中心與工業(yè)合作伙伴的一個研究項目。為重新設(shè)計優(yōu)化項目確定并選擇了一個航空航天支架
<p class="ql-align-justify">*本文投稿自工程機(jī)械制造行業(yè)用戶張俊</p><p><br></p><p><br></p><p>車架是起重機(jī)三大結(jié)構(gòu)件之一，其剛度、強(qiáng)度性能對起重機(jī)的吊載性能、可靠性、安全性有著至關(guān)重要的作用。大量研究表面，汽車燃油消耗的50%是由整車重量引起的，整車重量每降低10%，燃油經(jīng)濟(jì)性可提高3.8%。輕量化設(shè)計是指在保證其基本性能的情況下，盡可能提高材料利用率
*本文投稿自工程機(jī)械制造行業(yè)用戶張俊
車架是起重機(jī)三大結(jié)構(gòu)件之一，其剛度、強(qiáng)度性能對起重機(jī)的吊載性能、可靠性、安全性有著至關(guān)重要的作用。大量研究表面，汽車燃油消耗的50%是由整車重量引起的，整車重量每降低10%，燃油經(jīng)濟(jì)性可提高3.8%。輕量化設(shè)計是指在保證其基本性能的情況下，盡可能提高材料利用率，將重量做到最低，這是降低成本節(jié)約能耗的重要手段之一。
本文通過 HyperMesh
關(guān)鍵詞：帶筋薄壁結(jié)構(gòu)；固有頻率；屈曲穩(wěn)定性；變密度法；拓?fù)鋬?yōu)化；
帶筋薄壁結(jié)構(gòu)因具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的優(yōu)點，在汽車制造、航空航天、船舶工程等眾多工程領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，已成為現(xiàn)代工程設(shè)計中不可或缺的重要組成部分。然而，在復(fù)雜外部載荷作用下，該類結(jié)構(gòu)的振動與屈曲穩(wěn)定性問題依然是設(shè)計過程中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)：振動易引發(fā)結(jié)構(gòu)疲勞損傷，縮短其服役壽命；屈曲失穩(wěn)則可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體失效，甚至引發(fā)嚴(yán)重安全事故。傳統(tǒng)設(shè)計方法多依賴于工程經(jīng)驗或采用簡化優(yōu)化策略
01 什么是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計？
結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計 (optimumstructural design)在給定約束條件下（如結(jié)構(gòu)體積、固有頻率），按某種目標(biāo)函數(shù)(如結(jié)構(gòu)剛度最大、質(zhì)量最低)求出最好的設(shè)計方案，如以結(jié)構(gòu)的重量最小為目標(biāo)，則稱為最小重量設(shè)計。
結(jié)構(gòu)優(yōu)化按照改變結(jié)構(gòu)原始狀態(tài)的程度分為：結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化、結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化、結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化。
1.結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化
