ansys 空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時(shí)間：2023-03-07
ansys 空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化的視頻教程
ANSYS-WorkBench基礎(chǔ)教程 基于子模型的三通管焊縫處結(jié)構(gòu)優(yōu)化
本課程以石化/水利行業(yè)常見的三通管為例，首先以殼單元對(duì)三通管進(jìn)行分析，通過構(gòu)建子模型（Shell-Solid）的方式，針對(duì)三通管焊縫處，建立細(xì)致的三維模型，解決焊縫處存在的奇異性問題，對(duì)三通管焊縫處進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
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ansys 空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化的實(shí)例教程
基于遺傳算法優(yōu)化阻尼器空間位置的結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制
李宏男 董松員 李宏宇
大連理工大學(xué)海岸和近海工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，沈陽建筑大學(xué)土木學(xué)院
摘要：通過對(duì)多層結(jié)構(gòu)在二維地震動(dòng)作用下的控制算法和控制機(jī)構(gòu)布置準(zhǔn)則的分析，建立了控制機(jī)構(gòu)的布置優(yōu)化模型，利用改進(jìn)的遺傳算法中二進(jìn)制單點(diǎn)交叉，避免了用懲罰函數(shù)。以一棟帶有阻尼器控制的結(jié)構(gòu)為例，進(jìn)行了數(shù)值計(jì)算和分析，結(jié)果與窮舉法比較表明，本文優(yōu)化算法是快速而有效的。
關(guān)鍵詞：主動(dòng)控制，遺傳算法，優(yōu)化布置，阻尼器，多維地震動(dòng)
內(nèi)容簡介：
0 引言
1 運(yùn)動(dòng)方程及求解方法
2 控制機(jī)構(gòu)的最優(yōu)布置準(zhǔn)則
3 采用的遺傳優(yōu)化算法
3.1 編碼
3.2 適應(yīng)度函數(shù)
3.3 選擇
3.4 改進(jìn)的二進(jìn)制單點(diǎn)交叉
3.5 變異
3.6 收斂
3.7 懲罰函數(shù)
4 數(shù)值計(jì)算及分析
5 結(jié)語
基于遺傳算法優(yōu)化阻尼器空間位置的結(jié)構(gòu)振動(dòng)控制.pdf
展開 本文利用簡化的鳥巢模型，借助Altair產(chǎn)品的變密度拓?fù)?em>優(yōu)化技術(shù)，嘗試探索大型空間曲面網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，拓?fù)?em>優(yōu)化結(jié)果如圖3、圖4所示：
圖3 網(wǎng)狀加強(qiáng)結(jié)構(gòu) 圖4 主桁架結(jié)構(gòu)
2、模型設(shè)置
分別利用體單元模型和殼單元模型進(jìn)行了優(yōu)化分析，網(wǎng)格模型如下圖所示：
結(jié)構(gòu)載荷包括：自重、風(fēng)載荷、地震載荷；
約束條件：結(jié)構(gòu)接地邊界的自由度。
優(yōu)化變量：所有設(shè)計(jì)空間。
約束條件：體積分?jǐn)?shù)＜0.3。
優(yōu)化目標(biāo)：加權(quán)應(yīng)變能最小。
3、路徑解讀
將拓?fù)浣Y(jié)果利用多邊形建模工具進(jìn)行結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化，具體過程如下所述：
①創(chuàng)建參考平面：在inspire利用草繪工具，創(chuàng)建參考平面，如下圖：
②內(nèi)路徑設(shè)計(jì)：利用wrap工具，根據(jù)優(yōu)化結(jié)果，設(shè)計(jì)內(nèi)傳力路徑，如下圖：
③主支撐立柱設(shè)計(jì)：利用wrap、bridge工具，根據(jù)優(yōu)化結(jié)果，設(shè)計(jì)內(nèi)傳力路徑，如下圖：
④生成整體模型：根據(jù)結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，利用鏡像工具，生成整體承載結(jié)構(gòu)，如下圖：
4、課題總結(jié)
本文利用Ispire的先進(jìn)優(yōu)化工具及高效的拓?fù)渎窂浇庾x工具，設(shè)計(jì)了鳥巢式空間曲面結(jié)構(gòu)。本文中的模型對(duì)鳥巢結(jié)構(gòu)及載荷進(jìn)行了適當(dāng)簡化，旨在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的交流與探索。
最后附上模型及建模視頻，供交流使用。
cut_mirror.zip
展開 產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)初期，單純的憑借經(jīng)驗(yàn)以及想象對(duì)零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)往往是不夠的，在適當(dāng)約束條件下，如果能充分利用“拓?fù)?em>優(yōu)化技術(shù)”進(jìn)行分析，并結(jié)合豐富的產(chǎn)品設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，可以設(shè)計(jì)出更能滿足產(chǎn)品結(jié)構(gòu)技術(shù)方案、工藝要求以及更質(zhì)輕質(zhì)優(yōu)的產(chǎn)品。
拓?fù)?em>優(yōu)化（topology optimization）是一種根據(jù)給定的負(fù)載情況、約束條件和性能指標(biāo)，在給定的區(qū)域內(nèi)對(duì)材料分布進(jìn)行優(yōu)化的數(shù)學(xué)方法，將區(qū)域離散成足夠多的子區(qū)域，借助FEM分析技術(shù)按照指定的優(yōu)化策略、約束準(zhǔn)則、目標(biāo)等從這些區(qū)域中刪除一定數(shù)量單元，用保留下來的單元描述結(jié)構(gòu)的最優(yōu)拓?fù)洌l(fā)揮系統(tǒng)材料最大利用率。拓?fù)?em>優(yōu)化后，通常需要對(duì)其產(chǎn)生的結(jié)果模型進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證，完全復(fù)制拓?fù)?em>優(yōu)化前的邊界條件進(jìn)行仿真計(jì)算。
以往版本需要在WorkBench中添加后續(xù)分析模塊去驗(yàn)證優(yōu)化后的模型。拓?fù)?em>優(yōu)化后的仿真計(jì)算設(shè)計(jì)驗(yàn)證過程如下圖所示。先在拓?fù)浣Y(jié)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(yōu)化結(jié)果傳遞至驗(yàn)證系統(tǒng)，系統(tǒng)自動(dòng)生成位于拓?fù)?em>優(yōu)化系統(tǒng)上游的相同類型的Mechanical系統(tǒng)，并繼承之前的全部計(jì)算載荷和約束。創(chuàng)建該驗(yàn)證工作流程，分為四步，在創(chuàng)建的驗(yàn)證系統(tǒng)中去劃分網(wǎng)格運(yùn)行計(jì)算及查看設(shè)計(jì)結(jié)果。
前面版本雖然可以比較方便地把優(yōu)化后的模型導(dǎo)入到新的靜力學(xué)結(jié)構(gòu)仿真中，進(jìn)行優(yōu)化模型的驗(yàn)證，但2022R1版本新增擁有了更便捷的功能，可以直接在結(jié)構(gòu)優(yōu)化系統(tǒng)中查看優(yōu)化后的力學(xué)特性，即允許用戶直觀可視化最終設(shè)計(jì)的結(jié)果（變形、應(yīng)力、特征值模態(tài)等），更方便快速檢查和驗(yàn)證力學(xué)行為。
展開 ANSYS Workbench 形貌優(yōu)化主要是針對(duì)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0.12mm，結(jié)構(gòu)剛度明顯提升。
0
1
背景
ANSYS 2022R1的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模塊提供如下優(yōu)化功能。
1）拓?fù)?em>優(yōu)化-基于密度；
2）拓?fù)?em>優(yōu)化-基于水平集；
3）柵格法；
4）形狀優(yōu)化；
5）拓?fù)?em>優(yōu)化-混合密度法(公測(cè)版)
ANSYS 2023R1的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模塊提供如下優(yōu)化功能。
ansys 空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
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ansys 空間結(jié)構(gòu)優(yōu)化的最新內(nèi)容
今日16:00，Ansys官方『Ansys 結(jié)構(gòu)輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jì)的工程案例分析，感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時(shí)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(jì)案例分析
講師：
<p class="ql-align-justify">Ansys 5月應(yīng)用系列線上研討會(huì)共10場(chǎng)，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(jià)值，精彩內(nèi)容持續(xù)全年，歡迎大家報(bào)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(shí)時(shí)更新，干貨不錯(cuò)過！</p><p class="ql-align-center">
ANSYS Workbench 形貌優(yōu)化主要是針對(duì)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
在ansys workbench中拓?fù)鋬?yōu)化分析流程如下所示。
以下圖所示結(jié)構(gòu)為例，演示拓?fù)鋬?yōu)化分析的過程，優(yōu)化條件如下：
最大應(yīng)力小于1000PSI；質(zhì)量去除50%；結(jié)構(gòu)材料為結(jié)構(gòu)鋼；結(jié)構(gòu)承受750psi的內(nèi)壓，兩端的安裝孔固定約束。
拓?fù)鋬?yōu)化的邊界條件設(shè)置如下，設(shè)置對(duì)應(yīng)的優(yōu)化區(qū)域，載荷約束條件區(qū)域?yàn)榉莾?yōu)化區(qū)域，設(shè)置最大應(yīng)力和去除質(zhì)量的約束條件
橋梁體系演變史上，索結(jié)構(gòu)貫穿始與終。對(duì)索結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的掌握程度，也是區(qū)分橋梁工程師水平的一大關(guān)鍵，它是趁手的玩具，還是扎手的荊棘，關(guān)鍵在于對(duì)索結(jié)構(gòu)本質(zhì)的理解。
涉及索的三種主要橋梁結(jié)構(gòu)體系
斜拉橋效率高、跨越能力大，大家見的多、做的多，但是由多個(gè)三角幾何形成如此簡單造型的斜拉橋，在設(shè)計(jì)上卻帶給廣大工程師如此多的困惑，往往一點(diǎn)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)上的變化，就會(huì)帶來計(jì)算結(jié)果的震蕩，原本可行的方法突然失去了普適性
系統(tǒng)性能提升
根據(jù)上篇的內(nèi)窺鏡系統(tǒng)分析，我們可以從四個(gè)方面對(duì)內(nèi)窺鏡物鏡系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化：元件間距、圓錐系數(shù)、MTF 值以及畸變值。點(diǎn)擊優(yōu)化-評(píng)價(jià)函數(shù)編輯器以設(shè)置具體的評(píng)價(jià)函數(shù)。（聯(lián)系我們獲取文章附件）
首先，用三個(gè) CONF 操作數(shù)將評(píng)價(jià)函數(shù)編輯器分為三個(gè)部分，在第一個(gè) CONF 操作數(shù)的結(jié)構(gòu)#一欄輸入1，即在此操作數(shù)后插入的后續(xù)操作數(shù)均用于對(duì)結(jié)構(gòu)1進(jìn)行優(yōu)化；在所有關(guān)于第一個(gè)結(jié)構(gòu)的操作數(shù)后
概述
本文分為內(nèi)窺鏡系統(tǒng)簡介、主要結(jié)構(gòu)、系統(tǒng)分析、性能提升和總結(jié)五個(gè)部分，介紹了內(nèi)窺鏡系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)，并討論了如何在 OpticStudio 中根據(jù)內(nèi)窺鏡物鏡系統(tǒng)的初始結(jié)構(gòu)進(jìn)行像差分析，以及如何對(duì)其進(jìn)行后續(xù)的優(yōu)化提升。(聯(lián)系我們獲取文章附件)
內(nèi)窺鏡系統(tǒng)簡介
內(nèi)窺鏡系統(tǒng)作為具有光學(xué)鏡頭、圖像傳感器、光源照明、機(jī)械裝置等多重組件的光學(xué)系統(tǒng)，一般來說可以分為醫(yī)用內(nèi)窺鏡和工業(yè)內(nèi)窺鏡
產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)初期，單純的憑借經(jīng)驗(yàn)以及想象對(duì)零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)往往是不夠的，在適當(dāng)約束條件下，如果能充分利用“拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)”進(jìn)行分析，并結(jié)合豐富的產(chǎn)品設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，可以設(shè)計(jì)出更能滿足產(chǎn)品結(jié)構(gòu)技術(shù)方案、工藝要求以及更質(zhì)輕質(zhì)優(yōu)的產(chǎn)品。
拓?fù)鋬?yōu)化（topology optimization）是一種根據(jù)給定的負(fù)載情況、約束條件和性能指標(biāo)，在給定的區(qū)域內(nèi)對(duì)材料分布進(jìn)行優(yōu)化的數(shù)學(xué)方法，將區(qū)域離散成足夠多的子區(qū)域
ANSYS 工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、非線性分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化工程應(yīng)用高級(jí)培訓(xùn)
一、培訓(xùn)目標(biāo)
（一）、理解有限元分析計(jì)算的原理；
（二）、掌握ANSYS workbench軟件的使用功能和操作流程；
（三）、掌握工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度的分析方法和非線性分析技巧
