ansys拓?fù)鋬?yōu)化算法的案例
ANSYS 拓?fù)?/em>優(yōu)化 無(wú)法查看優(yōu)化結(jié)果
請(qǐng)大師給看一下：
在workbench平臺(tái)上做拓?fù)鋬?yōu)化，載荷和受力設(shè)置正常，后處理正常，但是無(wú)法查看拓?fù)鋬?yōu)化的結(jié)果
利用ANSYS進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)的幾種優(yōu)化算法
本文探討了利用ANSYS進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)時(shí)的幾種優(yōu)化算法。
優(yōu)化技術(shù)
理解計(jì)算機(jī)程序的算法總是很有用的，尤其是在優(yōu)化設(shè)計(jì)中。在這一部分中，將提供對(duì)下列方法的說(shuō)明：零階方法，一階方法，隨機(jī)搜索法，等步長(zhǎng)搜索法，乘子計(jì)算法和最優(yōu)梯度法。(更多的細(xì)節(jié)參見ANSYS Theory Reference 第20章。)
零階方法
零階方法之所以稱為零階方法是由于它只用到因變量而不用到它的偏導(dǎo)數(shù)。在零階方法中有兩個(gè)重要的概念：目標(biāo)函數(shù)和狀態(tài)變量的逼近方法，由約束的優(yōu)化問題轉(zhuǎn)換為非約束的優(yōu)化問題。
逼近方法：
本方法中，程序用曲線擬合來(lái)建立目標(biāo)函數(shù)和設(shè)計(jì)變量之間的關(guān)系。這是通過(guò)用幾個(gè)設(shè)計(jì)變量序列計(jì)算目標(biāo)函數(shù)然后求得各數(shù)據(jù)點(diǎn)間最小平方實(shí)現(xiàn)的。該結(jié)果曲線(或平面)叫做逼近。每次優(yōu)化循環(huán)生成一個(gè)新的數(shù)據(jù)點(diǎn)，目標(biāo)函數(shù)就完成一次更新。實(shí)際上是逼近被求解最小值而并非目標(biāo)函數(shù)。
狀態(tài)變量也是同樣處理的。每個(gè)狀態(tài)變量都生成一個(gè)逼近并在每次循環(huán)后更新。
用戶可以控制優(yōu)化近似的逼近曲線。可以指定線性擬合，平方擬合或平方差擬合。缺省情況下，用平方差擬合目標(biāo)函數(shù)，用平方擬合狀態(tài)變量。用下列方法實(shí)現(xiàn)該控制功能：
Command: OPEQN
GUI: Main Menu>Design Opt>Method/Tool
OPEQN同樣可以控制設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)點(diǎn)在形成逼近時(shí)如何加權(quán);見ANSYS Theory Reference。
轉(zhuǎn)換為非約束問題
狀態(tài)變量和設(shè)計(jì)變量的數(shù)值范圍約束了設(shè)計(jì)，優(yōu)化問題就成為約束的優(yōu)化問題。ANSYS程序?qū)⑵滢D(zhuǎn)化為非約束問題，因?yàn)楹笳叩淖钚』椒ū惹罢吒行省＾D(zhuǎn)換是通過(guò)對(duì)目標(biāo)函數(shù)逼近加罰函數(shù)的方法計(jì)入所加約束的。
展開 Ansys Workbench中拓?fù)?/em>優(yōu)化后結(jié)構(gòu)力學(xué)特性之可視化 | 結(jié)構(gòu)優(yōu)化新功能
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，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(lái)的單元描述結(jié)構(gòu)的最優(yōu)拓?fù)?/em>，發(fā)揮系統(tǒng)材料最大利用率。拓?fù)鋬?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)鋬?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)鋬?yōu)化后的仿真計(jì)算設(shè)計(jì)驗(yàn)證過(guò)程如下圖所示。先在拓?fù)?/em>結(jié)果中生成光順平滑的 STL 模型后，再在 Workbench 中通過(guò)“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)鋬?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拓?fù)?/em>優(yōu)化
1.優(yōu)化拓?fù)?/em>的數(shù)學(xué)模型
優(yōu)化拓?fù)?/em>的數(shù)學(xué)解釋可以轉(zhuǎn)換為尋求最優(yōu)解的過(guò)程，對(duì)于他的描述是：給定系統(tǒng)描述和目標(biāo)函數(shù)，選取一組設(shè)計(jì)變量及其范圍，求設(shè)計(jì)變量的值，使得目標(biāo)函數(shù)最小（或者最大）。一種典型的數(shù)學(xué)表達(dá)式為：
優(yōu)化拓?fù)?/em>所要進(jìn)行的數(shù)學(xué)運(yùn)算目標(biāo)就是，求取合適的設(shè)計(jì)變量v，并使得目標(biāo)函數(shù)值最小。
2基于ANSYS的優(yōu)化拓?fù)?/em>的一般過(guò)程
在ANSYS中，進(jìn)行優(yōu)化拓?fù)?/em>，一般分為6個(gè)步驟。具體流程見下圖：
優(yōu)化拓?fù)?/em>操作流程圖
各個(gè)步驟的具體操作解釋如下：
1、定義需要求解的結(jié)構(gòu)問題
對(duì)于結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化分析，定義結(jié)構(gòu)的物理特性必不可少，例如，需要定義結(jié)構(gòu)的楊氏模量、泊松比（其值在0.1～0.4之間）、密度等相關(guān)的結(jié)構(gòu)特性方面的信息，以供結(jié)構(gòu)計(jì)算能夠正常執(zhí)行下去。
2、選擇合理的優(yōu)化單元類型
在ANSYS中，不是所有的單元類型都可以執(zhí)行優(yōu)化的，必須滿足如下的規(guī)定：
（1）2D平面單元：PLANE82單元和PLANE183單元； （2）3D實(shí)體單元：SOLID92單元和SOLID95單元； （3）殼單元：SHELL93單元。 上述單元的特性在幫助文件中有詳細(xì)的說(shuō)明，同時(shí)對(duì)于2D單元，應(yīng)使用平面應(yīng)力或者軸對(duì)稱的單元選項(xiàng)。
3、指定優(yōu)化和非優(yōu)化的區(qū)域
在ANSYS中規(guī)定，單元類型編號(hào)為1的單元，才執(zhí)行優(yōu)化計(jì)算；否則，就不執(zhí)行優(yōu)化計(jì)算。
展開 
拓?fù)?/em>優(yōu)化(ANSYS)
拓?fù)鋬?yōu)化
三角支架的拓?fù)?/em>優(yōu)化 - ANSYS Workbench ￥3
拓?fù)鋬?yōu)化是一種數(shù)學(xué)方法，它通過(guò)滿足先前建立的給定約束并最小化預(yù)定義的成本函數(shù)，在空間上優(yōu)化定義域內(nèi)材料的分布。本教程的主要目的是通過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化優(yōu)化三角支架的材料密度并將其降低 50%。
第 1 步：概述
第 2 步：分析程序
作為第一步，對(duì)三角支架進(jìn)行了分析，以獲得最大變形、最大應(yīng)力（關(guān)注點(diǎn)）和最小安全系數(shù)。
作為第 2 步，實(shí)施了結(jié)構(gòu)（拓?fù)?/em>）優(yōu)化分析以降低材料密度。
最后一步，在 SpaceClaim 上對(duì)優(yōu)化的幾何結(jié)構(gòu)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)并再次進(jìn)行了分析。
第 3 步：工程數(shù)據(jù)（材料模型）
本教程中使用了默認(rèn)材質(zhì) Structural Steel：
第 4 步：幾何圖形（SpaceClaim 模型）
SpaceClaim 上設(shè)計(jì)的三角形支架如下所示：
步驟 5：網(wǎng)格劃分操作（默認(rèn)幾何）
已創(chuàng)建單元尺寸為 0.6mm 的默認(rèn)網(wǎng)格：
對(duì)關(guān)注點(diǎn)（具有最大應(yīng)力的區(qū)域）的網(wǎng)格細(xì)化進(jìn)行了細(xì)化，直到兩個(gè)相鄰節(jié)點(diǎn)之間的應(yīng)力值差小于 10%。
對(duì)目標(biāo)點(diǎn)的第一次優(yōu)化已實(shí)現(xiàn)為球體半徑為 1.5 毫米、元素尺寸為 0.11 毫米的物體尺寸/影響球體尺寸：
展開 ANSYS拓?fù)?/em>優(yōu)化-趙州橋
拓?fù)鋬?yōu)化在工程設(shè)計(jì)中，常用于機(jī)械結(jié)構(gòu)概念設(shè)計(jì)和輕量化設(shè)計(jì)，ANSYS通用有限元分析軟件提供了強(qiáng)大的拓?fù)鋬?yōu)化功能，本文將通過(guò)一個(gè)簡(jiǎn)單實(shí)例進(jìn)行展示。
【趙州橋簡(jiǎn)介】
趙州橋又稱安濟(jì)橋，坐落在河北省趙縣的洨河上，橫跨在37米多寬的河面上，因橋體全部用石料建成，當(dāng)?shù)胤Q做“大石橋”。建于隋朝開皇十一年至開皇十九年（公元591年－599年）之間，由著名匠師李春設(shè)計(jì)建造，距今已有1400多年的歷史，是當(dāng)今世界上現(xiàn)存最早保存最完整的古代單孔敞肩石拱橋。趙州橋是古代勞動(dòng)人民智慧的結(jié)晶，開創(chuàng)了中國(guó)橋梁建造的嶄新局面。
2015年榮獲石家莊十大城市名片之一。它是中國(guó)第一石拱橋，在漫長(zhǎng)的歲月中，雖然經(jīng)過(guò)無(wú)數(shù)次洪水沖擊、風(fēng)吹雨打、冰雪風(fēng)霜的侵蝕和8次地震的考驗(yàn)，卻安然無(wú)恙，巍然挺立在洨河之上。
趙州橋?yàn)橐蛔铣惺焦皹颍L(zhǎng)50.82米，橋?qū)?.6米，橋高7.23米，主孔跨徑37.02米；主拱券等厚1.03米，上部有護(hù)拱石；主拱券兩側(cè)各有兩個(gè)凈跨分別為3.8米和2.85米的小拱，可增加過(guò)水面積16%；橋梁重2800噸。
【案例描述】
按照趙州橋的尺寸參數(shù)縮小100倍建模，模擬趙州橋長(zhǎng)為50.82mm，寬為9.6mm，高為7.23mm，在兩端下方增加寬2mm，高2mm的底座用于施加固定約束，在橋面上施加1000Mpa的壓力，求解橋體的變形和應(yīng)力，然后用ANSYS拓?fù)鋬?yōu)化工具對(duì)橋體優(yōu)化，得到體積為原來(lái)30%并且剛度最大的結(jié)構(gòu)。
【案例分析】
如案例描述過(guò)程，首先對(duì)實(shí)體模型結(jié)構(gòu)分析得到應(yīng)力和位移，然后用ANSYS拓?fù)鋬?yōu)化對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，最后對(duì)優(yōu)化后的結(jié)構(gòu)做驗(yàn)證分析。
【案例過(guò)程】
1）打開ANSYS WORKBENCH打開WORKBENCH建立靜力學(xué)分析系統(tǒng)，將單位改為Kg，mm，s系列。
展開 基于ANSYS的汽車轉(zhuǎn)向節(jié)拓?fù)?/em>優(yōu)化仿真分析
摘 要：本研究基于ANSYS軟件，針對(duì)汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的拓?fù)?/em>結(jié)構(gòu)優(yōu)化展開了仿真分析。首先，針對(duì)不同的工藝約束，建立了多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化目標(biāo)函數(shù)，通過(guò)比較不同拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果的區(qū)別和優(yōu)劣勢(shì)，選取了最優(yōu)的拓?fù)鋬?yōu)化建模方法。隨后，根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果，建立了工程化結(jié)構(gòu)數(shù)模。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在所建立的多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化目標(biāo)函數(shù)下，得到了一種在工藝約束下最優(yōu)的汽車轉(zhuǎn)向節(jié)拓?fù)?/em>結(jié)構(gòu)，并且該結(jié)構(gòu)具有較好的力學(xué)性能和穩(wěn)定性，可為實(shí)際工程應(yīng)用提供參考。
關(guān)鍵詞：ANSYS;汽車轉(zhuǎn)向節(jié);拓?fù)鋬?yōu)化;工藝約束;多目標(biāo)優(yōu)化;力學(xué)性能;
1 引言
汽車轉(zhuǎn)向節(jié)是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的重要部件，其結(jié)構(gòu)和性能直接影響著汽車的操控性和安全性。傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向節(jié)設(shè)計(jì)通常采用經(jīng)驗(yàn)設(shè)計(jì)和試錯(cuò)方法，存在設(shè)計(jì)時(shí)間長(zhǎng)、成本高、效率低等問題，同時(shí)難以滿足不同工況下的需求。隨著計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，基于拓?fù)鋬?yōu)化的汽車轉(zhuǎn)向節(jié)設(shè)計(jì)已經(jīng)成為一個(gè)研究熱點(diǎn)。在不同的工藝約束下，通過(guò)建立多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化目標(biāo)函數(shù)，可以快速高效地得到優(yōu)化結(jié)果，有效提高轉(zhuǎn)向節(jié)的性能和質(zhì)量。此外，拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)還可以大幅減少設(shè)計(jì)時(shí)間和成本，提高設(shè)計(jì)效率和可靠性，同時(shí)降低產(chǎn)品開發(fā)風(fēng)險(xiǎn)，具有非常廣闊的應(yīng)用前景。
2 汽車轉(zhuǎn)向節(jié)結(jié)構(gòu)及其優(yōu)化
2.1 汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)和功能
汽車轉(zhuǎn)向節(jié)是汽車轉(zhuǎn)向系統(tǒng)中非常重要的部件之一，主要起到連接轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和輪轂的作用。其主要功能是將駕駛員的轉(zhuǎn)向操作傳遞到車輪，控制車輛的方向和行駛狀態(tài)。傳統(tǒng)的汽車轉(zhuǎn)向節(jié)結(jié)構(gòu)通常采用鑄造或鍛造的方式制造，形狀比較固定，存在一些設(shè)計(jì)上的局限性。而拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)則可以通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)的重新設(shè)計(jì)和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化結(jié)構(gòu)的得到，進(jìn)一步提高汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的性能和質(zhì)量[1]。
2.2 拓?fù)鋬?yōu)化在汽車轉(zhuǎn)向節(jié)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
拓?fù)鋬?yōu)化作為一種優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，在汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的設(shè)計(jì)中具有廣泛的應(yīng)用。
展開 ANSYS Workbench的拓?fù)?/em>優(yōu)化分析
在實(shí)際工程中有很多關(guān)于拓?fù)鋬?yōu)化的例子，常見的如齒輪的減重孔，橋梁的拱洞，自行車架等等，如下圖（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò)）所示。
這些都是拓?fù)鋬?yōu)化后的產(chǎn)物，不僅在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度上與優(yōu)化前相差無(wú)幾，而且大大的減輕了自身的重量，為未來(lái)的結(jié)構(gòu)更新提供了很好的思路。下面將通過(guò)ANSYS Workbench軟件對(duì)三角板進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化。
1.建立模型
2.建立靜力學(xué)模塊并實(shí)現(xiàn)模型共享
3.劃分網(wǎng)格
4.建立邊界條件
5.求解，查看后處理
變形云圖：
應(yīng)力云圖：
注意：從應(yīng)力云圖中可以看出整個(gè)三角板的應(yīng)力分布區(qū)域，藍(lán)色部分的范圍為0.09-5.3034Mpa，應(yīng)力很小，可以去除這一部分，因此基本可以從應(yīng)力云圖中看出拓?fù)鋬?yōu)化后的結(jié)果。
6.建立拓?fù)鋬?yōu)化模塊
注意：拓?fù)鋬?yōu)化模塊與靜力學(xué)的結(jié)果相連，進(jìn)行數(shù)據(jù)傳遞。
7.設(shè)置響應(yīng)參數(shù)
注意：設(shè)置為Mass，Percent to Retain設(shè)置為50%，表示保留百分之50的模型質(zhì)量。
8.拓?fù)?/em>求解
9.拓?fù)鋬?yōu)化Gif：
10.返回主頁(yè)面
注意：在Topology Optimization的Results欄下右擊，然后點(diǎn)擊Transfer to Design Validation System，會(huì)再出現(xiàn)一個(gè)靜力學(xué)，點(diǎn)擊Updata選項(xiàng)，再次進(jìn)入新的靜力學(xué)中的Geomtry中，默認(rèn)為打開SCDM。
展開 ANSYS結(jié)構(gòu)拓?fù)?/em>優(yōu)化設(shè)計(jì)
本文用ANSYS軟件對(duì)某客車車身進(jìn)行靜態(tài)有限元分析。在此基礎(chǔ)上，采用均勻化方法，以車架總?cè)岫葹槟繕?biāo)函數(shù)，以體積作為約束條件，對(duì)幾種工況下的車頂進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)。探討了拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)過(guò)程中，基本模型建立、優(yōu)化區(qū)域選擇、優(yōu)化過(guò)程控制及優(yōu)化結(jié)果分析與應(yīng)用等問題。實(shí)現(xiàn)了拓?fù)鋬?yōu)化在汽車結(jié)構(gòu)的初始設(shè)計(jì)過(guò)程中的應(yīng)用
ANSYS結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì).doc
如何采用Ansys Workbench對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行拓?fù)?/em>優(yōu)化分析
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(guò)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?em>優(yōu)化區(qū)域，設(shè)置最大應(yīng)力和去除質(zhì)量的約束條件。
優(yōu)化前后的結(jié)果對(duì)比，優(yōu)化后材料質(zhì)量取出來(lái)42%
基于SCDM模塊，對(duì)優(yōu)化后的片面模型進(jìn)行幾何處理，并將模型一鍵轉(zhuǎn)為為實(shí)體模型，進(jìn)行優(yōu)化后模型的驗(yàn)證分析。
驗(yàn)證分析的流程如下所示，通過(guò)workbench的一鍵傳遞，自動(dòng)生成驗(yàn)證分析的靜力學(xué)模塊，按照上圖所示的幾何模型，完成幾何處理，最后進(jìn)行驗(yàn)證分析。
驗(yàn)證前后的結(jié)果對(duì)比如下所示，初始模型的變形為0.00032in，優(yōu)化后模型的變形為0.00061，初始模型的最大應(yīng)力為8208psi，優(yōu)化后模型的最大應(yīng)力為9636psi，滿足優(yōu)化要求。
文章來(lái)源：cae仿真之家
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干貨 | ANSYS Workbench拓?fù)?/em>優(yōu)化應(yīng)用方法
采用拓?fù)鋬?yōu)化可在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度基本不變的前提下使原有結(jié)構(gòu)質(zhì)量降低，實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)，亦可使結(jié)構(gòu)的剛度進(jìn)一步提高，解決傳統(tǒng)方法對(duì)于質(zhì)量降低和剛度提高之間的矛盾。同時(shí)，拓?fù)鋬?yōu)化可為設(shè)計(jì)工程師的創(chuàng)新性設(shè)計(jì)提供參考，令設(shè)計(jì)人員腦洞大開。另外，因質(zhì)量得到降低，所以結(jié)構(gòu)的一階固有頻率也會(huì)有所提高，可以有效改善振動(dòng)噪音問題。
下面具體介紹使用ANSYS Workbench進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化的流程和分析步驟：
1.拓?fù)鋬?yōu)化分析流程
首先建立靜力學(xué)分析（或模態(tài)分析），然后進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化，最后進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證，如圖1所示。
圖1 ANSYS Workbench拓?fù)鋬?yōu)化分析流程
2.ANSYS Workbench拓?fù)鋬?yōu)化分析步驟
2.1、建立拓?fù)鋬?yōu)化分析模塊
從Workbench界面左側(cè)工具欄中雙擊靜力學(xué)分析模塊（或模態(tài)分析模塊），然后將拓?fù)鋬?yōu)化分析模塊拖至靜力學(xué)分析模塊（或模態(tài)分析模塊）“solution”項(xiàng)，見圖2。
展開 ANSYS Workbench 拓?fù)?/em>優(yōu)化新功能案例分享
ANSYS Workbench 拓?fù)鋬?yōu)化新功能案例分享
作者：大龍貓 fwz0703@163.com
ANSYS最新版的拓?fù)鋬?yōu)化功能又有了新的進(jìn)步，設(shè)置的條件選項(xiàng)方法的不同，導(dǎo)致的結(jié)果的不同，下面查看其中幾個(gè)案例導(dǎo)致的不同形狀結(jié)果
1.約束中的subtype設(shè)置為housing
設(shè)置方法如圖所示，選擇類型housing即可，下方選擇相應(yīng)的保留面，如圖所示。
模型中端蓋的孔收到側(cè)向力的作用，固定底面的螺釘孔，優(yōu)化的結(jié)果可以看到默認(rèn)為中間鏤空的方式，而如果選擇內(nèi)表面不去除就可以得到完整的內(nèi)表面模型。
另外一個(gè)模型為中間圓孔收到旋轉(zhuǎn)扭矩的作用，還有向下的壓力，固定底面四個(gè)角的位置，得到的結(jié)果如圖所示，根據(jù)實(shí)際情況控制中間鏤空或者填充
2.約束中的subtype設(shè)置為pull out direction，選項(xiàng)為stamping
設(shè)置方法如圖所示，選擇類型為stamping即可，下方選擇pull out的方向，如圖所示。
模型的約束條件同上，得到的結(jié)果如圖所示。四個(gè)側(cè)面出現(xiàn)凹陷，但是保留內(nèi)部的圓弧面
3.約束中的subtype設(shè)置為pull out direction，選項(xiàng)為no-hole
設(shè)置方法如圖所示，選擇類型為no-hole即可，下方選擇方向，如圖所示。
模型的約束條件為三個(gè)個(gè)螺釘孔固定，優(yōu)化的結(jié)果可以看到默認(rèn)的為中間鏤空的效果，而添加去除孔的效果后其中間用薄平面填充
4.約束中的subtype設(shè)置為圓周對(duì)稱方式，選項(xiàng)為4個(gè)
設(shè)置方法如圖所示，選擇類型cyclic Repetition即可，下方選擇方向和中心軸的方向，如圖所示。
展開 基于Ansys Topology Optimization 橋梁拓?fù)?/em>優(yōu)化實(shí)例 ￥10
本實(shí)例原型來(lái)源于https://wenku.baidu.com/view/5b18ee9cb52acfc788ebc979.html，原文用 Inspire完成優(yōu)化。本案例采用Ansys Topolopy Optimization完成該橋梁優(yōu)化，軟件版本Ansys19.2。
一、 靜力學(xué)分析
打開Workbench，創(chuàng)建靜力學(xué)分析Static Structural，在Geometry模塊完成3D建模(或者在其他CAD軟件完成建模保存為STP后導(dǎo)入)；
在橋面做分割，橋面命名Bridge，橋欄命名Design。后續(xù)優(yōu)化步驟中方便排除橋面，并將分割后的橋組合為一個(gè)體；
材料設(shè)置：雙擊Static Structural model，在Mechanical面板中設(shè)置材料參數(shù)，本例僅展示優(yōu)化，材料參數(shù)設(shè)置為Structural Steel；
網(wǎng)格劃分：設(shè)置網(wǎng)格大小5mm，自動(dòng)劃分網(wǎng)格；
邊界條件設(shè)置：在橋底面的4個(gè)點(diǎn)添加支撐，4個(gè)點(diǎn)分別約束ux=uy=uz=0，ux=uz=0，uy=uz=0，uz=0。橋面垂直于z；
載荷設(shè)置：橋面施加壓強(qiáng)1Pa；
求解變量設(shè)置為求解橋面的Z方向變形，完成計(jì)算。
二、 拓?fù)鋬?yōu)化
在Workbench Project界面拖動(dòng)Topolopy Optimization到靜力分析Solution欄，創(chuàng)建優(yōu)化分析，同時(shí)優(yōu)化分析共享靜力學(xué)分析數(shù)據(jù)；
創(chuàng)捷排除面組，在Model上右鍵Insert Named Selections，插入組，命名為RE，體選擇橋面為RE組。
展開 【Ansys線上直播回看】Ansys 增材制造和拓?fù)?/em>優(yōu)化 2020 R2 新功能介紹
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Ansys Innovation大會(huì)官方網(wǎng)站鏈接：https://aic2020.ansys.com.cn/
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