abaqus結構設計的案例
OCAD應用：菲涅爾透鏡初始結構設計
OCAD應用：菲涅爾透鏡初始結構設計
OCAD應用：菲涅爾透鏡初始結構設計
圖1.菲涅爾透鏡結構形式
菲涅爾透鏡是一種利用多層環形圓錐表面構成的特殊面型結構，用以使光線按預定會聚角會聚的光學元件，他等效于一個球面透鏡，如圖2所示。菲涅爾透鏡多用于要求結構簡單的大孔徑非成像系統，特別是照明系統更為常見。這類系統往往只需要一個單片透鏡，工藝簡單可以模壓成形。在對該類透鏡初始結構設計時利用 OCAD 程序也非常簡單。只要在數據表格中的“表面面型”欄內選擇“菲涅爾面”，接著界面會出現菲涅爾面型設計窗體如圖3。在此窗體表格內首先 利用其中“下插入”或“刪除”工具按鈕確定菲涅爾面的環形圈數，再給出菲涅爾面的表面等效焦距值，進一步按“確定”按鈕即可自動算出該菲涅爾面的各環錐面傾斜角度值。
圖2.菲涅爾透鏡設計菜單
圖3.菲涅爾表面設計窗體
菲涅爾面的基底一般是平面，有時為了某種特殊用途也可以是球面，但這時的球面半徑僅僅只作為菲尼爾面的基底，沒有像球面透鏡那樣具有光焦度的貢獻。決定該面光焦度的是菲涅爾面的等值焦距而不是該面基底半徑。帶有球面基底的菲尼爾面的設計方法與以上相同。
由圖3可以看出，OCAD 在對菲涅爾透鏡自動設計時可以嚴格把各環帶中點的光線匯聚于一點，但對于整個環帶菲涅爾透鏡而言，其橫向像差取決于環帶寬度，因為就每個環帶而言只是個平面光錐，只使光線轉折不能會聚也不能消色差。菲涅爾透鏡的光斑點列圖如圖4。
圖4.菲涅爾透鏡光斑點列圖
圖5.菲涅爾透鏡光學零件圖
對帶有菲涅爾面型的光學系統（菲涅爾透鏡）設計完成之后，OCAD 可以像其他非球面鏡一樣繪制各種光學圖紙。在繪制零件圖是還可以繪出菲涅爾面的所有面型參數，如圖5所示。
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預應力采用降溫法和初應力分別施加進行對比。
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馬鞍形單層正交索網結構是預應力空間結構體系的一種。這種結構由兩組曲率相反的索形成,下凹的索為承重索，作用為承受屋面恒荷載和向下的活荷載；上凸的索為穩定索,作用為承受由風荷載產生的向上的吸力作用。兩組索交點處由索夾相互連接，索網邊緣懸掛在外圍剛性構件上.此結構具有跨度大，受力效率高，自重輕,減少鋼材消耗等特點，主要應用于大型體育場館屋蓋結構中。——大跨度馬鞍形單層正交索網結構施工關鍵技術研究（參考文獻）
國家速滑館單層雙向正交馬鞍形屋面索網結構
（圖片來源：《 人民日報 》( 2020年01月03日 15 版)）
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【產品設計】鈑金結構防塵防水設計，結構工程師必備知識點！
針對鈑金結構機柜防塵防水設計工作，設計人員要思考結構的設計要點，并明確防塵防水設計的原理和具體的對策，只有這樣才能夠提升設計的水平和設計的質量。
鈑金結構機柜的結構類型和聯接方式
1.1鈑金結構機柜的結構類型
鈑金結構機柜指的是運用鈑金工藝加工制造的機柜，加工過程中使用的加工藝有剪、沖、折、焊和表面處理。鈑金結構機柜的結構類型根據分類標準的不同，主要可以分為以下幾類：第一，按照機柜的框架可以分為立柱橫梁結合型與整板型兩種；第二，按照鈑金機柜的角聯接方式可以分為四種類型，分別是螺釘聯接、粘接聯接、銷聯接、焊聯接。
1.2 鈑金結構機柜框架的聯接方式
鈑金結構機柜的聯接方式指的是鈑金結構機柜主體結構的聯接方式。隨著機柜加工工藝的發展，鈑金結構機柜既可以采用整面板的結構制作而成，也可以通過一定尺寸的插件連接而成。一般情況下，鈑金結構機柜的結構主要有以下幾個部分：前橫梁、后橫梁、側橫梁、和立柱組成的框架。（我們推薦你關注“機械工程師”公眾號，第一時間掌握干貨知識、行業信息）
一般這幾部分的截面形狀是保持一致的，設計的過程盡量采用定型成熟的框架結構。其中前后橫梁、立柱和側橫梁的聯接可以通過彎折形狀和與彎折形狀相配合的避位運用穿插技術進行聯接，也可以采用焊接或角件方式進行聯接。
鈑金結構機柜防塵防水設計要點分析
在對放置這些電子設備的鈑金結構機柜進行設計時，設計人員一定要根據 IP 防護等級充分考慮到機柜的防護性能。
展開 ABAQUS應用于設計院實際工程-鋼結構懸挑托架焊縫連接模擬-強度仿真
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【專業知識】壓鑄件的結構設計及壓鑄工藝知識，產品結構設計必備！
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3、 講師
李曉峰
Bentley資深應用工程師
擁有十多年結構分析工程行業經驗。熟悉各國結構設計標準，精通STAAD.Pro在各行業的典型應用。
在Bentley主要負責其結構分析產品STAAD.Pro/RAM在大中國區域的技術支持工作。在加入Bentley的十五年間，作為產品專家和結構咨詢師，參與了上百個大型結構項目，涉及行業包括電力，石油石化，冶金，煤炭，能源，環保，公共建筑等領域。
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展開 招兼職人民防空地下室結構設計，建筑結構設計講師或技術支持人員
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筑信達全新發布結構輔助設計軟件 CiSDesignCenter，從事結構設計的你會考慮下載使用嗎？
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展開 結構優化設計分析系列（三）：APDL在Workbench中的優化設計 ￥9
1.1 優化設計概述
所謂優化，是指最大化或最小化，而優化設計是指尋找一種方案以滿足所有的設計要求，并且需要的支出最少。
優化設計有兩種分析方法:解析法--通過求解微分與極值，求解出最小值;數值法--借助計算機和有限元，通過反復迭代逼近，求解出最小值。解析法需要列方程并求解微分方程，然而針對復雜的問題列方程和求解微分方程都是比較困難的，因此解析法常用于理論研究，很少應用于工程中。
隨著計算機的發展，結構優化算法取得了較大的發展。根據設計變量的類型不同，結構優化已由較低層次的尺寸優化發展到較高層次的結構形狀優化，進而發展到更高層次的拓撲優化。優化算法也由簡單的準則法發展到數學規劃法，進而發展到遺傳算法等。
在保證產品達到某些性能目標并滿足一定的約束條件的前提下，通過改變某些允許改變的設計變量，使產品的指標或性能達到最期望的目標，就是優化方法。
1.2 優化分析工具
ANSYS Workbench 結構優化分析工具有5種，即 Direct Optimization(直接優化工具)、Goal Driven Optimization(多目標驅動優化分析工具)、Parameters Correlation(參數相關性優化分析工具)、Response Surface(響應曲面優化分析工具)及Six Sigma Analysis(六西格瑪優化分析工具)。
(1)Direct Optimization(直接優化工具):設置優化目標，利用默認參數進行優化分析，從中得到期望的組合方案。
(2)Goal Driven Optimization(多目標驅動優化分析工具):從給定的一組樣本中得到最佳的設計點。
(3)Parameters Correlation(參數相關性優化分析工具):可以得出某一輸入參數對響應曲面的影響的大小。
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【結構設計】鈑金設計20年設計經驗總結，實打實的干貨，不看就虧大了！
經驗總結#14：標簽在機箱上的標記
機箱開模之前最好先設計已知所需標簽之位置及大小，可先于機箱上打上標記，方便貼標簽時之對準。最常見的標記有兩種：
1.在標簽的四周打”L”形的記號，或左邊的上下兩側，或上方的左右兩側。此方式模具費較便宜，但標簽凸出機箱表面，容易被刮傷。
2.以標簽的形狀大小再加大0.3mm的尺寸，于欲貼標簽處打個
0.2~0.3mm的凹痕。
不管用何種方式可在四個角選一適當的角做45度的導角。機箱上的標記相對的位置做相同的45度導角。做防呆用。避免標簽在不同的時間或不同的工作人員貼了不同的方向。
經驗總結#15：服務器機箱中墻
1、服務器機箱在機架上時左右兩側各有滑軌支撐著，故在縱深方向不會有凹陷的疑慮。但在橫向方面，機架寬度450mm，扣除左右各一滑軌10.mmX2，機殼寬度大約430mm。在如此寬，厚1.2mm的鈑金件上中央部位不下陷也難。機箱本身就包含有前后墻，若縱深較長的機箱再加設計一中墻，則可避免凹陷的疑慮。中墻的設計最好設計成類似C型鋼的結構且與兩側墻及機箱底部做緊密的結合，整個系統的強度將大大的提升。即使無法依直線延續時，設計個斷差也比中途截斷來得強。
2、中墻除了可增加機箱強度，固定風扇、導風管外，若與上蓋內部做了完善的接觸將可做EMl有效的防制，大大的防止主板的噪聲從前方散發。因此最好避免將塑料零件搭在中墻上，阻隔了與上概的接觸。
3、有斷差的地方要避免銳角的發生，別忘記設計大R角。以免上蓋重壓時，銳角頂住上蓋產生激凸影響外觀。
經驗總結#16：凸點定位
1、在機箱組裝設計中常會有兩件組合，或3、4件以上的互相組合件。
展開 結構優化設計分析系列（二）：熱固耦合優化設計 ￥9
1.1 優化設計概述
所謂優化，是指最大化或最小化，而優化設計是指尋找一種方案以滿足所有的設計要求，并且需要的支出最少。
優化設計有兩種分析方法:解析法--通過求解微分與極值，求解出最小值;數值法--借助計算機和有限元，通過反復迭代逼近，求解出最小值。解析法需要列方程并求解微分方程，然而針對復雜的問題列方程和求解微分方程都是比較困難的，因此解析法常用于理論研究，很少應用于工程中。
隨著計算機的發展，結構優化算法取得了較大的發展。根據設計變量的類型不同，結構優化已由較低層次的尺寸優化發展到較高層次的結構形狀優化，進而發展到更高層次的拓撲優化。優化算法也由簡單的準則法發展到數學規劃法，進而發展到遺傳算法等。
在保證產品達到某些性能目標并滿足一定的約束條件的前提下，通過改變某些允許改變的設計變量，使產品的指標或性能達到最期望的目標，就是優化方法。
1.2 優化分析工具
ANSYS Workbench 結構優化分析工具有5種，即 Direct Optimization(直接優化工具)、Goal Driven Optimization(多目標驅動優化分析工具)、Parameters Correlation(參數相關性優化分析工具)、Response Surface(響應曲面優化分析工具)及Six Sigma Analysis(六西格瑪優化分析工具)。
(1)Direct Optimization(直接優化工具):設置優化目標，利用默認參數進行優化分析，從中得到期望的組合方案。
(2)Goal Driven Optimization(多目標驅動優化分析工具):從給定的一組樣本中得到最佳的設計點。
(3)Parameters Correlation(參數相關性優化分析工具):可以得出某一輸入參數對響應曲面的影響的大小。
展開 結構設計中的設計使用年限、設計基準期、重現期
以房屋建筑為例，結構的設計基準期為50年，即房屋建筑結構上的各種可變使用的標準值取其50年一遇的最大值分布的“某一分位值”，對設計使用年限為100年的結構，要保證結構在100年時具有設計要求的可靠度水平，理論上要求結構上的各種可變作用應采用100年一遇的最大值分布上的相同分位值作為可變作用的標準值。為此，《建筑結構可靠性設計統一標準，2018》提出設計使用年限對設計的影響通過荷載調整系數γL體現，并對相應數值給出規定。
在海洋平臺設計中，設計使用年限一般由業主指定，通常為20-35年，由于其作業環境惡劣，將γL取為1.0（對于設計壽命50年的結構，房屋建筑取γL為1.0）。另一方面，設計使用年限影響著防腐設計、疲勞設計；由于結構構件設計需要考慮腐蝕余量（冰區還要考慮冰的磨蝕余量），所以也影響著整個結構的強度設計。我國固定平臺結構設計考慮極端工況時，風、浪流等可變荷載的重現期通常取為50年或100年。
展開 Abaqus中調用腳本文件完成結構優化的設置
Abaqus自從集成了Tosca的內核后，就可以在CAE界面中完成結構優化設置并計算結構的最優解了，這種優化方案的集成使得Abaqus在結構優化設計功能上有了質的提高。
最新版發布的Abaqus在optimization模塊，經過多次版本的完善，已經可以設置許多的優化目標，但基本的優化方式還是三種，分別是topology optimization, shape optimization, bead optimization。其中Topology optimization優化方式是拓撲優化，可以解決優化結構的固有頻率、剛度等一系列問題，shape optimization主要通過改變表面的局部形狀，解決表面應力過大的問題，bead optimization可以解決鈑金結構件加筋優化的問題。
本貼主要介紹一下用調用腳本文件（.py文件）的方式進行優化任務（optimization task）的自動設置。所有的設置在腳本文件里已經包含，具體包含設計響應（design response），設計目標（objective），約束（constraint）等，根據實際需要這些參量都可以有多個，比如可以有多個設計響應，多個優化目標和多個約束等。
調用腳本文件進行優化任務的自動設置的具體方式如下：
1、第一種方式：用run script菜單命令。run script存在于兩個地方，這兩個地方都可以調用腳本文件，如下圖所示，在開始的引導界面里可以使用run script，另一處是菜單file-->run script。
a)從引導界面啟動run script
b)從file菜單啟動run script
2、第二種方式：采用abaqus PDE界面調用腳本文件。
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