abaqus點陣優化的案例
Abaqus點陣結構胞元拓撲優化
模型的載荷設置
將用于進行胞元拓撲優化的原體中心置于坐標系原點，并施以關于三個坐標平面的對稱約束，優化設置的目標函數是應變能，使其最小化，約束為體積響應，使其最終小于等于10%的初始體積。
胞元優化結果
Abaqus可以按照最佳傳力路徑布置材料，從而優化出胞元結構，我們可以將優化后的結構導出，用于二次設計或有限元分析。
通過ATOM優化的點陣結構
基于 MIST 方法提出了點陣結構的尺寸優化算法（用于制造增材優化等課題） ￥800
本文工作中，在對點陣結構進行優化設計時，應用到了一種文獻中提到的方法移動閾值切面法（MIST 方法），基于 MIST 方法提出了點陣結構的尺寸優化算法。因此，本小節對 MIST 方法作簡要介紹。MIST 方法是仝立勇教授等在 2014 年提出的一種新的拓撲優化方法。MIST 方法通過定義一種目標函數的近似響應函數來判斷設計變量的更新方向（變大或變小）而不強調不同變量之間更新步長的差異。已經證明，對于一系列結構設計，MIST 方法可以在無需顯式靈敏度分析的條件下生成結構的最優拓撲。此外，該算法易于實現，并且可以與商業有限元軟件結合而無需對軟件源代碼進行任何修改。本小節后續部分將對 MIST 方法的具體過程作詳細介紹。
MIST 方法是一種新提出的拓撲優化方法，通常用來解決公式（3. 1）所示的優化問題。MIST 方法的目標是尋求變量 x 和 t 的合適值使得目標函數（例如整體結構應變能）的響應值最小。MIST 方法的核心思想是在設計域上張起一張積分形式響應函數（應力、應變等的函數）的響應面，然后用一個可移動的水平面去切割目標函數響應面，水平上方的區域為實體材料區域，水平面下方的區域為孔洞材料區域，兩個面的交界輪廓就演變成了拓撲結構的邊界。水平平面對應的目標值 t 取決于體積約束，如果當前迭代步的實體材料過多則增加 t 的數值使水平面向上移動，反之則降低 t 的數值使水平面向下移動，t 在每一步迭代步中的具體數值可以通過二分法等方式計算得到。與 SIMP 方法中的密度類似，MIST 方法定義了一種體積權重值來描述材料種類，體積權重為 1 表示實體材料，提及權重為 0 表示孔洞材料。
展開 LED點陣外殼DIY（SolidThinking Inspire優化設計）
單位舉辦編程比賽，題目是走迷宮，作為組織者，需要將手動diy個電子顯示點陣用于展示編程算法。硬件均可網購，如下圖所示，代碼自行編寫，唯獨沒有合適的外殼，故計劃采用家中閑置已久的3D打印機打印一個。
采用Inpsire軟件設計外殼，由于外殼需要有一定的剛度和強度保證不被捏碎，先定義設計空間如下，設計空間充分考慮LED點陣安裝空間以及最大輪廓。
加載垂直于灰色面板的載荷，模擬人手擠壓力，約束底部，采用拓撲優化，目標最大剛度，約束30%設計空間體積。由于拓撲優化主要用于找到最佳傳載路徑，故材料，載荷參數并不需要準確數值，得到如下結果，可以看到四個角的材料去除較多，中間4個邊的材料呈柵格狀。
根據結果采用Inspire自帶的polyNURBs進行幾何重構，由于外殼的對稱性，僅需要做1/4即可，考慮硬件的安裝空間，在底部加上支架，結果如下：
鏡像對稱后即可得到完整的外殼如下：
考慮裝配性，將外殼一切為二，中間接縫處設計凸臺、凹槽用于定位，采用家用3D打印機打印。安裝時先將點陣顯示器裝入上部槽中，然后通過4個銅柱螺絲將外殼與電路板連接，底部的鏤空結構不但可以保證電路板散熱，還能防止外部碰撞。
最終通過軟硬件結合，一個diy無線點陣顯示器完成了。可以用手機連接操控顯示，用Inspire優化出的外殼輕巧，PolyNURBS功能生成的曲面科技感十足。
展開 增材制造：拓撲優化與梯度點陣結構提升零部件附加值
在先進工程設計中，拓撲優化和點陣結構經常會被同時考慮。近年來，以nTopology為代表的場驅動設計概念使工程師能夠實現更高的設計自由度。然而，如何正確使用各種場驅動設計方法卻尚無定論。
基于面的點陣結構（如gyroids和其他TPMS結構）具有較高的比剛度，且非常適合增材制造工藝。此外，點陣結構還具有許多其他的性能優勢，如較高的換熱系數、較好的減震性能和易于控制的剛度。
利用點陣結構的這些優勢，我們可以設計出比傳統拓撲優化更優的部件。由于目前還沒有太多文獻清晰并定量地描述點陣結構的功能優勢，本文介紹了一種優化點陣結構剛度的方法。
拓撲優化和點陣結構相結合的設計可以使零部件具有更高附加值。在本文中，雅馬哈電機的研發工程師長本弘治介紹了如何有效地使用這兩種先進的工程設計技術，并通過展示一些簡單的例子闡述在實際設計和制造過程中應考慮的因素。
點陣結構分析工具
隨著增材制造領域中3D打印技術的快速發展，增材點陣結構在航天航空、船舶、汽車、體育和醫療等行業得到了廣泛應用，點陣結構作為一種新型的結構設計，除輕量化特點外，同時還具有優良的比剛度/強度、阻尼減震、緩沖吸能、吸聲降噪以及隔熱隔磁等功能性特點。
點陣結構及其應用
由于點陣含有大量復雜的微觀結構，包括胞元類型和幾何尺寸等參數，導致仿真計算工作量巨大，傳統有限元分析已經無法適用。因此，經過多年的仿真計算積累和努力探索，安世亞太自主開發了一款專業用于增材點陣結構仿真分析的軟件，即Lattice Simulation。
Lattice Simulation是一款用于增材點陣結構分析的工具，具有用戶自定義和內置點陣結構設計兩種方式，已集成在ANSYS add-in擴展工具中。
展開 
BCC點陣結構梁單元Abaqus壓縮仿真模擬-顯示動力學質量縮放 ￥19.89
本文通過abaqus顯示動力學的方法對BCC結構進行壓縮仿真模擬，同時為減小計算量，采用梁單元模擬點陣結構，壓頭設置為剛性面，添加質量縮放，加快運算速度，為點陣結構壓縮模擬提供一種便捷方法。
1. 建立BCC點陣模型,以單胞尺寸5X5X5為例。
a.首先建立立方體實體，然后對實體進行處理，得到點陣單胞點陣結構。
b.建立單胞BCC梁單元點陣模型,然后進行刪除面的操作，得到單胞BCC點陣結構，接下來進行陣列操作，得到最大外形尺寸為25x25x25的點陣壓縮模擬試件。
C.建立剛性壓板，設置參考點，模擬萬能試驗機壓頭，剛性單元不參與計算，不影響計算結果，加快運算速度。
2. 裝配，按壓縮試驗進行裝配，從上到下依次為壓板-點陣-壓板。
3.設置材料屬性，本文為鈦合金TC4，密度4.43e-9Tone/mm3,彈性模量為118000MPa，泊松比0.3，應力應變值見下表所示。
設置截面屬性Beam，定義截面半徑0.5mm
指派截面，定義方向[1,2,3]，完成材料屬性設置。
4.設置分析步Dynamic,Explicit，時間設置為5s，以每秒1mm的速度進行壓縮模擬，開啟質量縮放為1e-5，歷程輸出勾選位移和力，以便輸出力-位移曲線，然后計算相應的應力-應變曲線。
5.設置相互作用-切向行為和法向行為，摩擦系數為0.3，設置通用接觸。
以下部分為付費部分
展開 abaqus中參數化BCC點陣 ￥5
周期性點陣結構具有優異的力學性能，隨著3D打印的發展更進一步促進了點陣的發展。
點陣機構參數（例如桿件直徑、單胞大小等）較多，當修改參數時建模工作量較大，因此作者基于Abaqus開發了BCC點陣結構的快速建模插件。
點陣結構有兩種模型形式：一種是用線表示，該方法單元數量少，便于計算；另一種是實體模型，網格數量大，計算費時，主要用于輸出3D打印的幾何模型。圖1和圖2是改變兩種參數后得到的點陣結構
圖1 553實體點陣結構
圖2 333 實體點陣結構
圖3 梁單元點陣結構
操作過程如圖4所示，在abaqus標題欄選擇 File > Script讀取后綴為.py的腳本文件。在彈出的窗口中分別輸入參數。
圖4 腳本運行過程
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注：附件中為txt文本，下載后將后綴改為.py即可。
附件中BCCBeam.txt為梁單元模型
附件中的solidBCC.txt為實體單元模型，如圖4
展開 ABAQUS案例-ABAQUS中的形狀優化模塊及渦輪軸的形狀優化分析 ￥3
本案例（附件中的inp文件）講述了ABAQUS中的形狀優化模塊，以渦輪軸的優化分析為例演示了ABAQUS中優化分析技巧及需要注意的問題。
基于Abaqus優化模塊的汽車擺臂的拓撲優化 ￥8
概述
目前的產品結構設計大多靠經驗，規劃幾種設計方案，結合CAE 分析擇優選取，但規劃的設計方案并不一定是最優方案，故本文講解應用Abaqus 進行結構優化中的拓撲優化設計。
2. 優化設計基礎
2.1 結構優化
結構優化是一種對有限元模型進行多次修改的迭代求解過程，此迭代基于一系列約束條件向設定目標逼近，Abaqus 優化程序就是基于約束條件， 通過更新設計變量修改有限元模型，應用Abaqus進行結構分析，讀取特定求解結果并判定優化方向。
Abaqus提供了兩種基于不同優化方法的用于自動修改有限元模型的優化程序：拓撲優化（Topology optimization）和形狀優化（Shape optimization）。兩種方法均遵從一系列優化目標和約束。
2.2 拓撲優化
拓撲優化是在優化迭代循環中，以最初模型為基礎，在滿足優化約束（比如最小體積或最大位移）的前提下，不斷修改指定優化區域單元的材料屬性（單元密度和剛度），有效地從分析模型中移走單元從而獲得最優設計。其主體思想是把尋求結構最優的拓撲問題轉化為對給定設計區域尋求最優材料的分布問題。
Abaqus拓撲優化提供了兩種算法：通用算法（General Algorithm）和基于條件的算法（Condition-based Algorithm ）。
通用拓撲優化算法是通過調整設計變量的密度和剛度以滿足目標函數和約束，其較為靈活，可以應用到大多數問題中。相反，基于條件的算法則使用節點應變能和應力作為輸入數據，不需要計算設計變量的局部剛度，其更為有效，但能力有限。兩種算法達到優化目標的途徑不同，Abaqus 默認采用的是通用算法。
3.
展開 基于ABAQUS和Isight的液壓支架底座強度分析與優化
摘 要：為了降低某液壓支架底座工作時的最大應力，提高其安全性，使用ABAQUS軟件對3種工況下的底座進行強度分析，找出底座的薄弱點。對底座重新進行參數化建模，使用Isight軟件聯合Catia和ABAQUS對底座進行優化分析。優化后，液壓支架底座在3種工況下最大應力值有顯著降低，且整體重量下降9.7%.對液壓支架底座的分析與優化，降低了底座的最大應力，提高了其安全性；同時實現了底座的輕量化，提高了其經濟性。
關鍵詞：液壓支架;底座;ABAQUS;Isight;安全性;輕量化;
液壓支架是廣泛應用的煤礦機械，在煤炭開采過程中，不僅提高了礦井的安全性，也提高了煤炭的開采效率。液壓支架主要由底座、連桿機構、掩護梁、頂梁及控制元件組成，底座是液壓支架的關鍵部件[1]. 李海寧等[2] 僅研究了某液壓支架底座的強度，并未進行優化。萬麗榮等[3]研究了沖擊載荷作用下液壓支架關鍵零件及底座的受力及強度。田立勇等[4]研究了各工況下液壓支架底座的強度及不同板厚對底座強度的影響，并簡單進行優化。以上對底座的研究主要集中在強度分析方面，優化方面的研究比較少。底座的安全性和輕量化在傳統設計中往往不能兼顧。基于前人的研究，本文使用ABAQUS軟件和Isight軟件對某液壓支架底座進行強度及優化分析，在提高底座安全性的同時，實現底座的輕量化。
1 某液壓支架底座強度分析
液壓支架底座在井下受力較為復雜，為了分析底座的強度，提取底座的3種典型工況進行分析。
1) 工況1:支架底座兩端受扭轉載荷。
2) 工況2:支架底座左側受偏載荷。
3) 工況3:支架底座右側受偏載荷。
1.1 簡化模型
為了提高強度分析的效率，在分析前對底座進行簡化。
底座主體結構由鋼板焊接而成，鋼板間的焊縫強度視為與鋼板相同。去掉對強度影響不大的孔、倒角等結構。
展開 Abaqus脫鉤優化仿真實例
針對不合格工況，需要在重量不變的情況下，進行結構優化達到目標值。
③ Abaqus提供的拓撲優化，形貌優化，起筋優化，尺寸優化均可進行設計優化。本文將介紹起筋優化和尺寸優化。
三、有限元建模
1.建立幾何模型
完整模型包含很多對結果沒有影響的部件，只選擇需要的部件導入Abaqus中，此案例中拖鉤和與之相連的拖鉤套筒為三維變形實體，其余均為三維變形殼體。
2.賦予材料屬性
① 創建材料屬性，將彈塑性參數，密度等需要的物理參數輸入。
② 創建截面屬性，shell在這里賦予厚度，默認Simpson算法，5個積分點。
③ 將截面屬性賦予對應的Part。
3.裝配，創建Step
① part裝配變成instance。
② 創建Static , Linear perturbation分析步。
4.相互作用
在拖鉤處選取一個區域耦合到一個點，便于之后在此處施加集中力，不發生相對滑動的面之間直接用Tie約束。
5.載荷和邊界條件
在掛鉤上施加集中力，套筒底端處固定住全部自由度，如圖所示。
6.網格劃分
劃分網格時優先選擇四邊形網格S4.在需要精細分析的部分細化網格。
展開 基于ABAQUS的拱橋三維拓撲優化
關鍵詞：Abaqus；拱橋；拓撲優化；三維有限元
拓撲優化適合用于對不確定結構進行最優設計。一方面，此方法的靈活性要優于其他方法，因為它支持將任意形狀輸出作為結果。另一方面，結果并非總是直接可行。因此，拓撲優化常用在最初階段，方便指導后續設計。
實際操作時，我們將人為定義一個密度函數，幾何內各點處的值介于 0 和 1 之間。在結構力學仿真中，我們希望最大化梁的剛度。在結構力學問題中，最大化剛度等同于最小化柔度。從能量的角度來說，它還相當于最小化總應變能。
【模型信息】石拱橋為單跨橋梁結構，橋面長度64.4m，橋面寬度9.6~9.0m。主拱凈跨37.02m，拱券厚度1.03m，拱券軸線圓弧半徑27.82m，矢高7.05m，矢跨比1/5.25。
圖1 模型尺寸信息
【荷載&邊界設置】本次荷載選擇為自重和橋面均布荷載，在兩側拱腳處固結。
圖2 邊界條件設置
【優化參數設置】首先在ABAQUS中設置拓撲優化，選擇凍結荷載和邊界區域，然后設置應變能和體積，通過不斷縮小體積閾值實現規定條件下的最大剛度，本次體積閾值分別設置為0.1，0.2和0.3。
圖2 優化參數設置
【優化結果云圖】提取在不同閾值下的結構云圖。
圖3 結構優化結果(V≤0.3)
圖4 結構優化結果(V≤0.2)
圖5 結構優化結果(V≤0.1)
【優化結果曲線】提取在不同閾值下的體積及應變能變化值如下圖所示。
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MATLAB啟動ABAQUS——優化
MATLAB啟動ABAQUS，提取odb，將ABAQUS模型視作MATLAB的一個函數，用于優化分析
inpName = 'Job-1';
workDir = 'G:\CABLE_CON\TEXT2';
runabaqus(workDir,inpName);
% 運行py腳本文件
system(['abaqus viewer noGui=','out_F.py']);
% 載入數據
t=load('F1.txt');
COOR=load('weizi.txt');
%--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
function xx=runabaqus(workDir,inpFile)
MatlabPath=pwd();
cd(workDir);
inputFile=['abaqus job=',inpFile];
system(inputFile);
pause(5);
t0=tic;
cd(MatlabPath);
if (exist([workDir,'\',inpFile,'.lck'],'file')==2)
while exist([workDir,'\',inpFile,'.lck'],'file')==2
t=toc(t0);
h=fix(t/3600);
m=fix(mod(t,3600)/60);
sec=fix(mod(mod(t,3600),60));
pause(1);
fprintf
展開 abaqus子結構優化
有償求助大佬如何進行子結構優化，我進行優化時老是報錯
MATLAB啟動ABAQUS——優化
MATLAB啟動ABAQUS，提取odb，將ABAQUS模型視作MATLAB的一個函數，用于優化分析
inpName = 'Job-1';
workDir = 'G:\CABLE_CON\TEXT2';
runabaqus(workDir,inpName);
% 運行py腳本文件
system(['abaqus viewer noGui=','out_F.py']);
% 載入數據
t=load('F1.txt');
COOR=load('weizi.txt');
%--------------------------------------------------------------------------------------------------------------
function xx=runabaqus(workDir,inpFile)
MatlabPath=pwd();
cd(workDir);
inputFile=['abaqus job=',inpFile];
system(inputFile);
pause(5);
t0=tic;
cd(MatlabPath);
if (exist([workDir,'\',inpFile,'.lck'],'file')==2)
while exist([workDir,'\',inpFile,'.lck'],'file')==2
t=toc(t0);
h=fix(t/3600);
m=fix(mod(t,3600)/60);
sec=fix(mod(mod(t,3600),60));
pause(1);
fprintf
展開 Abaqus|基于Python腳本的參數優化 ￥50
文章來源：微信公眾號：仿真社
本文你將獲得如下干貨：
1.獲得基于Python腳本的有限元模型修正法(FEMU)進行參數優化的完整源代碼（通用代碼，可直接反演各種材料參數，尺寸參數，相應的數據接口預留好了）；
2.使用Python腳本反演了懸臂梁模型的載荷位置和集中力大小；
3.快速掌握材料參數反演流程；
4.獲得社長對該反演代碼的親自答疑。
1.導讀
工程上要確定材料的參數通常是通過力學實驗獲得。然而當實驗成本較高，實驗數據稀少的時候，反演方法來確定材料參數就是一個非常不錯的選擇。有限元模型修正法是最常用的反演方法，主要包含兩部分有限元計算和優化確定參數。有限元計算一般通過有限元軟件來完成，而優化確定材料常用MATLAB或者Python程序。因此不同軟件的協同工作是必須的一個過程。本文以懸臂梁的集中力和集中力位置作為優化變量編寫了Python腳本的代碼，然后通過最小二乘法獲得了反演參數，這是一個通用程序，可直接嫁接到其他模型上。
2.研究內容
通過A點的位移數據，反演確定集中力F以及集中力的位置L。
圖1 反演模型
3.代碼詳解
反演代碼主要包含四個部分computModel、extractDisplacement、removeFile和Objective。
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