ansys連桿優化的案例
基于Ansys Topology Optimization的連桿結構拓撲優化簡例
基于Ansys Topology Optimization的連桿結構拓撲優化簡例
本文僅作為Ansys Topology Optimization的一個簡易案例應用，切勿輕易用于工程實踐與論文撰寫。
歡迎大家轉載、點贊、留言，這是我寫文章的動力。
本文為作者原創案例，轉載請注明出處和作者技術鄰筆名：CAE夢想很偉大
業務咨詢鏈接：http://www.yqgqt.org.cn/b/280
拓撲優化(topology optimization)，是指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。
拓撲優化的研究領域主要分為連續體拓撲優化和離散結構拓撲優化。不論哪個領域，都要依賴于有限元方法。連續體拓撲優化是把優化空間的材料離散成有限個單元(殼單元或者體單元)，離散結構拓撲優化是在設計空間內建立一個由有限個梁單元組成的基結構，然后根據算法確定設計空間內單元的去留，保留下來的單元即構成最終的拓撲方案，從而實現拓撲優化。
目前，連續體拓撲優化的研究已經較為成熟，其中變密度法已經被應用到商用優化軟件中，其中最著名的是美國Altair公司Hyperworks系列軟件中的Optistruct和德國Fe-design公司的Tosca等。前者能夠采用Hypermesh作為前處理器，在各大行業內都得到較多的應用;后者最開始只集中于優化設計，支持所有主流求解器，以及前后處理，操作十分簡單可以利用已熟悉的CAE軟件來進行前處理加載，而后利用TOSCA進行優化十分方便。近年來和Ansa聯盟，開發了基于Ansa的前處理器，并開發了TOSCA GUI界面，以及ansys workbench當中ACT的插件，可以直接在workbench當中進行拓撲優化仿真。
展開 發動機連桿的拓撲優化
發動機連桿的拓撲優化
背景：隨著能源問題日益加劇，從降低油耗的角度出發，要求汽車向輕量化發展，其中發動機輕量化已成為整車開發中一個不可忽略的問題。基于發動機輕量化考慮，必須對其主要的零部件進行優化，減少體積，減輕質量。連桿作為發動機中受力較為復雜的部件之一，其重量輕和強度高成為發動機設計的突破目標。
1．建模
由于發動機連桿為對稱的結構，本報告取1/2模型對連桿的受力進行分析，對其結構進行優化。
2. Hypermesh網格劃分
對模型進行切分并畫六面體網格，其中綠色部分為優化的部分。材料的屬性如下表所示。
3. 受力分析
首先，在模型藍色區域生成REB，作為約束和受力的點；然后，在對模型進行施加約束和受力，在連桿紅色部分的上表平面施加y方向的約束，大頭處生成的REB上施加固定約束，小頭處的REB施加力。其結果如下圖所示。
展開 連桿結構拓撲優化
本文使用inspire首先對機構進行運動分析，并進行拓撲優化。
1、對結構進行運動分析，獲得機構關鍵點的載荷曲線，用來作為部件優化輸入的載荷條件。
2、選擇需要優化的部件，加載第一步獲得的載荷。同時考慮上下面的擠出工藝約束以及左右的對稱約束。
3、拓撲優化結果。
4、結果。經過inspire拓撲優化，結構減輕重量的同時仍然能夠完成連桿機構的運動狀態沒有發生變化。
連桿的可靠性優化設計
連桿的可靠性優化設計
不完全概率信息的連桿的可靠性優化設計
不完全概率信息的連桿的可靠性優化設計
基于optistruct曲柄連桿機構多體動力學仿真及桿件形狀優化 ￥50
本案例重點介紹如何在optistruct中模擬機械設計中的經典機構運動學分析，以經典的曲柄連桿機構的運動學為例。桿與桿連接地方設置轉鉸，創建相應的接觸，給曲柄也就是左側連桿作為驅動件，其角速度為50rad/s，分析機構在運動過程中所有桿件上的受力動態分布情況。
多體動力學運動結果動畫（提取運動過程中各桿件中最大應力變化）
初始模型
提取輸出節點力：
通過optistruct對四連桿機構進行形狀優化，通過hypermorph建立了相應的形狀變量，以各桿件在整個運動過程中的應力小于許可應力，并以質量最輕作為目標函數。
形狀優化結果動畫
以最后一個迭代步的結果作為最終的優化結果。查看形狀優化的結果后綴名為_des.h3d，多體動力學分析結果后綴名為.h3d。
展開 ANSYS Workbench連桿瞬態動力學仿真 ￥19.89
</p><p>電磁場分析功能為電氣和電子系統的設計和優化提供了強大的工具，而耦合場分析能力則允許工程師研究多個物理場之間的相互作用，這對于解決實際工程問題尤為關鍵。</p><p>總之，ANSYS Workbench通過其強大的仿真功能和用戶友好的界面，已經成為工程領域中不可或缺的工具，幫助工程師在設計、分析和優化復雜機械系統時做出更加精確和有效的決策。</p><p><br></p><p>3.%2.%3 Ansys workbench軟件特點</p><p>ANSYS Workbench作為一種集成仿真平臺，其功能和特性體現在以下幾個方面：</p><p>（1）項目流程的組織與管理：</p><p>ANSYS Workbench通過將結構設計的初步階段和最終優化階段整合于單一項目框架內，實現了各分析步驟之間的有機連接。這種集成化的方法確保了分析過程的連續性和一致性，同時，通過對整個項目的集中管理，提高了工作效率和結果的準確性。</p><p>（2）與其他建模軟件的兼容性：</p><p>ANSYS Workbench具備與其他計算機輔助設計（CAD）和計算機輔助工程（CAE）軟件的兼容性，支持模型的導入與導出。這一特性允許工程師利用多種軟件的優勢，進行更為復雜的設計和分析，同時保持數據的完整性和準確性。</p><p>（3）高效的網格劃分能力：</p><p>對于結構復雜的實體模型，ANSYS Workbench提供了高效的網格劃分工具，能夠生成精細且平滑的網格。這確保了仿真分析的精確性，尤其是在處理具有復雜幾何形狀或邊界條件的結構時。</p><p>（4）全面的計算分析功能：</p><p>ANSYS Workbench涵蓋了工程實踐中的絕大多數分析類型，包括結構靜力學、動力學、流體動力學、熱分析和電磁場分析等。這些功能使得工程師能夠對各種物理現象進行全面的模擬和分析。
展開 ANSYS workbench 四連桿運動學分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習四連桿機構的三維模型處理
2、學習四連桿機構接觸相關的接觸設置
3、學習多體動力學分析步的建立
4、學習四連桿機構多體動力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 四連桿機構運動學分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
?
ANSYS workbench 連桿瞬態動力學分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
3、對有限元分析感興趣的工程師
你會得到什么：
1、學習連桿的三維模型處理
2、學習連桿接觸相關的接觸設置
3、學習瞬態動力學分析步的建立
4、學習連桿瞬態動力學分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 連桿瞬態動力學分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
ANSYS workbench連桿疲勞分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習連桿的三維模型處理
2、學習靜結構分析步的建立
3、學習連桿疲勞分析的載荷施加
4、學習疲勞分析的設置
5、學習平均應力修正的設置
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020r2.
案例介紹了ANSYS workbench 連桿疲勞分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
?
ANSYS workbench連桿諧響應分析 ￥10
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習連桿模型的三維模型處理
2、學習諧響應分析相關的分析步的建立
3、學習諧響應分析相關的約束條件的建立
4、學習諧響應分析的載荷施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 連桿諧響應分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
?
ANSYS Workbench曲柄連桿齒輪機構剛體動力學分析 ￥5
該項目是關于使用 ANSYS Workbench（機械）對連桿曲柄滑動機構進行 RBD 分析。 ANSYS Mechanical 仿真文件供下載
文件
file.wbpz
基于ANSYS workbench平臺下nCode Design Life的連桿疲勞分析簡例計算
基于ANSYS workbench平臺下nCode Design Life的連桿疲勞分析簡例
本分析實例采用ANSYS Workbench平臺下nCode Design Life對一個承受交變應力的簡易連桿結構進行疲勞分析。
該分析為筆者原創教程，轉帖請注明出處和作者筆名：CAE夢想很偉大。
作者水平有限，難免錯誤，請見諒。另未能對每一個分析進行詳細說明，且本例僅僅作為一個交流的疲勞案例，與工程實踐相差甚遠，切勿直接用于工程分析和論文撰寫。
技術咨詢鏈接：http://www.yqgqt.org.cn/b/280
基于ANSYS workbench平臺下nCode Design Life的連桿疲勞分析流程簡述
幾何模型與網格劃分如圖所示
約束條件與接觸設置
針對連桿進程與回程過程承載不同，分別賦予Bearing Load軸承載荷不同的數值與方向（在項目流程圖中建立兩次靜力學分析）
求解并后處理等效應力分布
兩個結果聯合導入ANSYS workbench平臺下nCode Design Life，將兩個靜力學求解solution拖入nCode Design Life。
Bearing Load軸承載荷在WB的疲勞工具中不能進行換向處理，因此在nCode中簡化考慮該結構承受兩個方向的載荷，為Zero-based loading載荷方式，擴大比例系數為2。右鍵S-N分析，修改為常幅值分析，將min-factor設置為0，max-factor設置為2。
疲勞材料屬性與SN曲線：右鍵S-N分析，打開材料菜單，將材料賦予所有的mat。
展開 基于Ansys Twin Builder連桿結構數字孿生體建模關鍵技術及應用
一、引言
數字孿生體是現有或將有的物理實體對象的數字模型，通過實測、仿真和數據分析來實時感知、診斷、預測物理實體對象的狀態，通過優化和指令來調控物理實體對象的行為，通過相關數字模型間的相互學習來進化自身，同時改進利益相關方在物理實體對象生命周期內的決策。
通過數字孿生體模型，可以實現全面監控系統的關鍵參數，分析系統在非常規條件下的各種性能，如惡劣工作環境、存在加工誤差、沖擊載荷工況等。利用數字孿生體模型進行虛擬化測試，縮短了測試和分析的時間，降低了測試與分析的成本，并可以根據虛擬化測試結果優化試驗參數。因此建立機械產品關鍵零部件（如連桿）的數字孿生體模型，就具有十分重要的意義。
圖1為實現連桿數字孿生體模型的技術路線，主要分為載荷識別、模型降階和數字孿生體模型建立和部署四部分。
圖1 連桿數字孿生體模型技術路線圖
二、連桿載荷識別
1、載荷識別原理
在結構線性響應情況下，載荷與變形、變形與應變均是線性關系，故可得載荷與應變是線性關系，如圖2所示。True-Load軟件基于該性質對線性響應的結構進行載荷識別，如果整體結構中存在局部非線性行為，如螺栓連接和焊縫區域局部塑形變形、結構中存在橡膠件等，該載荷識別方法仍然適用。
圖2 True-Load載荷識別原理
2、載荷識別流程
采用True-Load軟件實現工程機械中連桿載荷識別的過程，如圖3所示。
展開 ANSYS 拓撲優化 無法查看優化結果
請大師給看一下：
在workbench平臺上做拓撲優化，載荷和受力設置正常，后處理正常，但是無法查看拓撲優化的結果
