ansys中的拓撲檢查
關注創建者：王靖雯 創建時間：2023-03-07
ansys中的拓撲檢查的實例教程
▲圖1.3-3 新建拓撲
1.3.3 如圖1.3-4所示，對新建拓撲各步驟及參數進行設置，完成設置并驗證拓撲規則。
▲圖1.3-4 拓撲設置
TIPS
拓撲規則是拓撲檢查設置中最重要的參數，本案例是檢查用地重疊錯誤，所以拓撲規則選擇“不能重疊”，ArcGIS中針對點、線、面等空間要素有多種不同的拓撲規則，如下圖（圖1.3-5）所示，具體請查詢相關文檔，本文不再贅述。
▲圖1.3-5 多種拓撲規則
1.3.4 如圖1.3-6所示，生成拓撲檢查結果數據圖層“拓撲檢查_Topology”，在Arcmap中加載該層數據即得到圖1.3-1所示的拓撲檢查結果。
▲圖1.3-6 拓撲檢查結果圖層
1.3.5 如圖1.3-7所示，打開拓撲檢查結果圖層屬性，在“錯誤”標簽下點擊“生成匯總信息”可生成所有拓撲錯誤匯總列表，也可通過點擊右側“導出到文件”將該錯誤列表導出到文件。
▲圖1.3-7 查看拓撲錯誤信息
04
錯誤修復
通過上述步驟檢查處拓撲錯誤后就要對有拓撲錯誤的數據進行修復，總體思路是啟動數據編輯，根據標識出來的拓撲錯誤，對有重疊錯誤的圖斑進行裁剪、篩選、刪除即可完成空間拓撲錯誤的修復。
1.4.1 如圖1.4-1所示，將拓撲檢查結果拖入ArcMAP中，系統會自動將對應的數據一起加載，我們再此基礎上將該數據再加載一次，以保證后面能夠進行裁剪。
展開 在ANSYS經典界面下，是沒有單位的概念的，簡言之需要讀者自行定義協調的單位制，那么在用外部建模軟件建好模型后，我怎么知道模型的尺度在當前ansys軟件中是多少呢
①用check geometry命令，選中模型任意兩點，就可以測量出長度，對此就可以使用scale命令對模型進行縮放來調整模型尺度
②在LSPP中使用measure命令，直接量取模型網格任意兩節點的距離來判斷
圖2 施加約束與載荷
5.3 拓撲優化設置
根據需要設置拓撲優化的各個選項，主要包括：
a)優化目標/優化區域：圓筒外表面；
b)排除區域/非優化區域：靜力分析中施加載荷及約束的位置；
c)優化約束條件：最大等效應力小于10000psi；質量不少于現結構的50%；
d)優化目標函數：結構質量。
圖3 拓撲優化設置
5.4 拓撲優化后的結構
拓撲優化后的結構如下圖所示，在結果顯示中可以看到，相對于原結構保留了58%的質量。將優化后的模型使用SCDM打開，可以清楚的看到優化后的結構。
圖4 拓撲優化后結果
5.5 拓撲優化后結果分析驗證
ANSYS中可以實現直接將優化后結果導入新的分析中，進行優化后的結構分析，驗證優化后結構是否滿足要求，如下圖所示。
圖5 優化后結構分析流程
下圖中左側為優化前模型的計算結果，右側為優化后模型的計算結果，通過對比可以發現，優化后結構等效應力滿足要求。
圖6 優化前后應力與位移結果對比
6 ANSYS Mechanical拓撲優化功能的優勢
ANSYS Mechanical R18.0 提供新的基于物理設計優化技術，針對結構領域的新拓撲優化系統，可以實現如下功能：
a)連接到Static Structural or Modal 模塊；
b)定義優化目標和約束；
c)發現優化后的幾何模型；
d)檢查優化后的幾何模型。
展開 產品概念設計初期，單純的憑借經驗以及想象對零部件進行設計往往是不夠的，在適當約束條件下，如果能充分利用“拓撲優化技術”進行分析，并結合豐富的產品設計經驗，可以設計出更能滿足產品結構技術方案、工藝要求以及更質輕質優的產品。
拓撲優化（topology optimization）是一種根據給定的負載情況、約束條件和性能指標，在給定的區域內對材料分布進行優化的數學方法，將區域離散成足夠多的子區域，借助FEM分析技術按照指定的優化策略、約束準則、目標等從這些區域中刪除一定數量單元，用保留下來的單元描述結構的最優拓撲，發揮系統材料最大利用率。拓撲優化后，通常需要對其產生的結果模型進行設計驗證，完全復制拓撲優化前的邊界條件進行仿真計算。
以往版本需要在WorkBench中添加后續分析模塊去驗證優化后的模型。拓撲優化后的仿真計算設計驗證過程如下圖所示。先在拓撲結果中生成光順平滑的 STL 模型后，再在 Workbench 中通過“Transfer to Design Validation System”將優化結果傳遞至驗證系統，系統自動生成位于拓撲優化系統上游的相同類型的Mechanical系統，并繼承之前的全部計算載荷和約束。創建該驗證工作流程，分為四步，在創建的驗證系統中去劃分網格運行計算及查看設計結果。
前面版本雖然可以比較方便地把優化后的模型導入到新的靜力學結構仿真中，進行優化模型的驗證，但2022R1版本新增擁有了更便捷的功能，可以直接在結構優化系統中查看優化后的力學特性，即允許用戶直觀可視化最終設計的結果（變形、應力、特征值模態等），更方便快速檢查和驗證力學行為。
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產品概念設計初期，單純的憑借經驗以及想象對零部件進行設計往往是不夠的，在適當約束條件下，如果能充分利用“拓撲優化技術”進行分析，并結合豐富的產品設計經驗，可以設計出更能滿足產品結構技術方案、工藝要求以及更質輕質優的產品。
拓撲優化（topology optimization）是一種根據給定的負載情況、約束條件和性能指標，在給定的區域內對材料分布進行優化的數學方法，將區域離散成足夠多的子區域
在ANSYS經典界面下，是沒有單位的概念的，簡言之需要讀者自行定義協調的單位制，那么在用外部建模軟件建好模型后，我怎么知道模型的尺度在當前ansys軟件中是多少呢
①用check geometry命令，選中模型任意兩點，就可以測量出長度，對此就可以使用scale命令對模型進行縮放來調整模型尺度
②在LSPP中使用measure命令，直接量取模型網格任意兩節點的距離來判斷
一、“空間重疊”類拓撲錯誤
01
錯誤描述
如圖1.1-1所示是在CAD中常見的用地規劃圖，
1 引言
結構優化方法的研究分為三個方面：結構尺寸優化(Sizing Optimization)、結構形狀優化(Shape Optimization)和結構拓撲優化(Topology Optimization)。目前，尺寸優化和形狀優化的理論和實際基本成熟，而拓撲優化的理論和計算比較復雜
