ansys拓撲網(wǎng)格的案例
無網(wǎng)格前端框架拓撲優(yōu)化
將前端框架模型導入HyperMesh中，對其進行分區(qū)處理，并劃分3D四面體網(wǎng)格，載荷工況、邊界條件等與Altair Inspire軟件設置一致，最后調(diào)用OptiStruct求解器，其拓撲優(yōu)化結果如圖3所示：
圖3 OptiStruct拓撲優(yōu)化結果
將Altair Inspire與OptiStruct拓撲優(yōu)化結果對比分析，如圖4所示：
圖4 Inspire and OptiStruct 拓撲優(yōu)化對比分析結果
由圖4可以看出，Altair Inspire與OptiStruct拓撲優(yōu)化結果是非常接近的，只是Altair Inspire分析結果中相比OptiStruct拓撲優(yōu)化結果少了兩個支撐筋，這可能是因為在OptiStuct中采用多工況拓撲優(yōu)化，并對多工況分別進行相應目標值約束（比如位移目標控制約束、固有頻率目標控制約束），最后采用的是總體積百分比最小進行目標值。
結論：
1、時間：Altair Inspire從導入網(wǎng)格到得到拓撲優(yōu)化分析結果，總時間接近2小時（這與厚度約束最小尺寸有關，最小厚度越小，分析時間越長），而OptiStruct拓撲優(yōu)化從導入網(wǎng)格到得到拓撲優(yōu)化分析結果，大約需要2～3天時間，因此，二者的優(yōu)化分析時間差距是非常明顯的。
2、精度：Altair Inspire與OptiStruct拓撲優(yōu)化結果是非常接近的，因此，Altair Inspire無網(wǎng)格拓撲優(yōu)化的精度是可以保證的。
3、操作性：Altair Inspire為中文界面，操作更為人性化，通俗易懂；而OptiStruct操作相對較為復雜。
展開 ANSYS拓撲優(yōu)化
1.優(yōu)化拓撲的數(shù)學模型
優(yōu)化拓撲的數(shù)學解釋可以轉(zhuǎn)換為尋求最優(yōu)解的過程，對于他的描述是：給定系統(tǒng)描述和目標函數(shù)，選取一組設計變量及其范圍，求設計變量的值，使得目標函數(shù)最小（或者最大）。一種典型的數(shù)學表達式為：
優(yōu)化拓撲所要進行的數(shù)學運算目標就是，求取合適的設計變量v，并使得目標函數(shù)值最小。
2基于ANSYS的優(yōu)化拓撲的一般過程
在ANSYS中，進行優(yōu)化拓撲，一般分為6個步驟。具體流程見下圖：
優(yōu)化拓撲操作流程圖
各個步驟的具體操作解釋如下：
1、定義需要求解的結構問題
對于結構進行優(yōu)化分析，定義結構的物理特性必不可少，例如，需要定義結構的楊氏模量、泊松比（其值在0.1～0.4之間）、密度等相關的結構特性方面的信息，以供結構計算能夠正常執(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的說明，同時對于2D單元，應使用平面應力或者軸對稱的單元選項。
3、指定優(yōu)化和非優(yōu)化的區(qū)域
在ANSYS中規(guī)定，單元類型編號為1的單元，才執(zhí)行優(yōu)化計算；否則，就不執(zhí)行優(yōu)化計算。
展開 拓撲優(yōu)化(ANSYS)
拓撲優(yōu)化
三角支架的拓撲優(yōu)化 - ANSYS Workbench ￥3
拓撲優(yōu)化是一種數(shù)學方法，它通過滿足先前建立的給定約束并最小化預定義的成本函數(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拓撲優(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，對三角支架進行了分析，以獲得最大變形、最大應力（關注點）和最小安全系數(shù)。
作為第 2 步，實施了結構（拓撲）優(yōu)化分析以降低材料密度。
最后一步，在 SpaceClaim 上對優(yōu)化的幾何結構進行了重新設計并再次進行了分析。
第 3 步：工程數(shù)據(jù)（材料模型）
本教程中使用了默認材質(zhì) Structural Steel：
第 4 步：幾何圖形（SpaceClaim 模型）
SpaceClaim 上設計的三角形支架如下所示：
步驟 5：網(wǎng)格劃分操作（默認幾何）
已創(chuàng)建單元尺寸為 0.6mm 的默認網(wǎng)格：
對關注點（具有最大應力的區(qū)域）的網(wǎng)格細化進行了細化，直到兩個相鄰節(jié)點之間的應力值差小于 10%。
對目標點的第一次優(yōu)化已實現(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 
基于ANSYS的汽車轉(zhuǎn)向節(jié)拓撲優(yōu)化仿真分析
6.3 模型的網(wǎng)格劃分
在進行拓撲優(yōu)化仿真分析之前，需要對模型進行網(wǎng)格劃分，將模型劃分為若干個小單元，以便進行計算。網(wǎng)格劃分的精度和密度對計算結果有很大影響，因此需要根據(jù)仿真分析的要求進行合理的網(wǎng)格劃分。
在進行網(wǎng)格劃分時，需要考慮模型的幾何形狀、結構和材料等因素，以保證網(wǎng)格劃分的精度和密度符合仿真分析的要求。同時還需要考慮計算成本和計算效率等因素，以保證計算結果的準確性和可靠性。
7 結語
綜上所述，本研究基于ANSYS平臺對汽車轉(zhuǎn)向節(jié)進行了拓撲優(yōu)化仿真分析，并建立了工程化結構數(shù)模。通過多目標拓撲優(yōu)化目標函數(shù)的建立和對不同工藝約束下的拓撲優(yōu)化結果的分析比較，我們選取了最優(yōu)的拓撲優(yōu)化建模方法。同時，我們提出了建模方法的選擇原則和評價指標。本研究的主要貢獻在于將拓撲優(yōu)化方法應用到汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的設計中，并提出了一套完整的拓撲優(yōu)化流程和方法。我們的研究結果表明，拓撲優(yōu)化設計可以有效地提高汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的性能和使用壽命，同時減小其質(zhì)量和體積。我們的工程化結構數(shù)模也為汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的設計和制造提供了有力支持。
參考文獻
[1] 陳陣.電動液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)（EHPS）應用及發(fā)展[J].科技創(chuàng)新與應用，2014(04):289-290.
[2] 解后循，高翔.電控/電動液壓助力轉(zhuǎn)向控制技術研究現(xiàn)狀與展望[J].農(nóng)業(yè)機械學報，2007,38(11):178-181.
[3] 邊莉，邊晨源．采用交叉嫡支持向量機和模糊積分的電網(wǎng)故障診斷[J]．電機與控制學報，2016,20(2):112-120.
文章來源：時代汽車
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展開 ANSYS拓撲優(yōu)化-趙州橋
2）劃分網(wǎng)格，網(wǎng)格大小為0.5mm的六面體網(wǎng)格。
3）橋的下方底座施加固定約束。
4）橋面施加1000Mpa的壓力。
5）在結果文件中插入位移和平均等效應力的結果并且求解。
6）位移云圖，最大位移為3.94e-5mm，分布在橋體的中間。
7）應力云圖，最大應力為0.08Mpa，分布在橋底座與橋體連接處。
8）返回WORKBENCH，在精力學分析后面添加拓撲優(yōu)化模塊，并且點擊進入。
9）進入拓撲優(yōu)化模塊
10）設置底座固定約束和橋面載荷約束均為非優(yōu)化區(qū)域，其余藍色為優(yōu)化區(qū)域
11）設置優(yōu)化目標為最小柔順度。
12）相應約束設置保留30%體積。
13）設置制造約束為Z方向。
14）求解并得到結果，從優(yōu)化結果可以看出外形和趙州橋非常相似。
15）返回WORKBENCH界面，拓撲優(yōu)化B7右鍵，傳送到設計驗證系統(tǒng)。
16）更新并且雙擊C3進入SCDM中對拓撲優(yōu)化結果進行重新建模。
17）雙擊C4進入驗證界面，并且劃分網(wǎng)格，并且施加約束，最后求解，這里與靜態(tài)求解相似。
18）位移云圖，最大位移也在橋面中間為8.63e-5mm
19）應力云圖，最大應力也分布在橋底座與橋體連接處為0.12Mpa
【案例總結】
來源：深圳軟信
作者： 張寅
展開 ANSYS Workbench的拓撲優(yōu)化分析
在實際工程中有很多關于拓撲優(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（圖片來源于網(wǎng)絡）所示。
這些都是拓撲優(yōu)化后的產(chǎn)物，不僅在結構強度上與優(yōu)化前相差無幾，而且大大的減輕了自身的重量，為未來的結構更新提供了很好的思路。下面將通過ANSYS Workbench軟件對三角板進行拓撲優(yōu)化。
1.建立模型
2.建立靜力學模塊并實現(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：
應力云圖：
注意：從應力云圖中可以看出整個三角板的應力分布區(qū)域，藍色部分的范圍為0.09-5.3034Mpa，應力很小，可以去除這一部分，因此基本可以從應力云圖中看出拓撲優(yōu)化后的結果。
6.建立拓撲優(yōu)化模塊
注意：拓撲優(yōu)化模塊與靜力學的結果相連，進行數(shù)據(jù)傳遞。
7.設置響應參數(shù)
注意：設置為Mass，Percent to Retain設置為50%，表示保留百分之50的模型質(zhì)量。
8.拓撲求解
9.拓撲優(yōu)化Gif：
10.返回主頁面
注意：在Topology Optimization的Results欄下右擊，然后點擊Transfer to Design Validation System，會再出現(xiàn)一個靜力學，點擊Updata選項，再次進入新的靜力學中的Geomtry中，默認為打開SCDM。
展開 如何采用Ansys Workbench對結構進行拓撲優(yōu)化分析
在ansys workbench中拓撲優(yōu)化分析流程如下所示。
以下圖所示結構為例，演示拓撲優(yōu)化分析的過程，優(yōu)化條件如下：
最大應力小于1000PSI；質(zhì)量去除50%；結構材料為結構鋼；結構承受750psi的內(nèi)壓，兩端的安裝孔固定約束。
拓撲優(yōu)化的邊界條件設置如下，設置對應的優(yōu)化區(qū)域，載荷約束條件區(qū)域為非優(yōu)化區(qū)域，設置最大應力和去除質(zhì)量的約束條件。
優(yōu)化前后的結果對比，優(yōu)化后材料質(zhì)量取出來42%
基于SCDM模塊，對優(yōu)化后的片面模型進行幾何處理，并將模型一鍵轉(zhuǎn)為為實體模型，進行優(yōu)化后模型的驗證分析。
驗證分析的流程如下所示，通過workbench的一鍵傳遞，自動生成驗證分析的靜力學模塊，按照上圖所示的幾何模型，完成幾何處理，最后進行驗證分析。
驗證前后的結果對比如下所示，初始模型的變形為0.00032in，優(yōu)化后模型的變形為0.00061，初始模型的最大應力為8208psi，優(yōu)化后模型的最大應力為9636psi，滿足優(yōu)化要求。
文章來源：cae仿真之家
展開 ANSYS結構拓撲優(yōu)化設計
本文用ANSYS軟件對某客車車身進行靜態(tài)有限元分析。在此基礎上，采用均勻化方法，以車架總?cè)岫葹槟繕撕瘮?shù)，以體積作為約束條件，對幾種工況下的車頂進行了拓撲優(yōu)化設計。探討了拓撲優(yōu)化設計過程中，基本模型建立、優(yōu)化區(qū)域選擇、優(yōu)化過程控制及優(yōu)化結果分析與應用等問題。實現(xiàn)了拓撲優(yōu)化在汽車結構的初始設計過程中的應用
ANSYS結構拓撲優(yōu)化設計.doc
ANSYS Workbench 拓撲優(yōu)化新功能案例分享
ANSYS Workbench 拓撲優(yōu)化新功能案例分享
作者：大龍貓 fwz0703@163.com
ANSYS最新版的拓撲優(yōu)化功能又有了新的進步，設置的條件選項方法的不同，導致的結果的不同，下面查看其中幾個案例導致的不同形狀結果
1.約束中的subtype設置為housing
設置方法如圖所示，選擇類型housing即可，下方選擇相應的保留面，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)化的結果可以看到默認為中間鏤空的方式，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，固定底面四個角的位置，得到的結果如圖所示，根據(jù)實際情況控制中間鏤空或者填充
2.約束中的subtype設置為pull out direction，選項為stamping
設置方法如圖所示，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，得到的結果如圖所示。四個側(cè)面出現(xiàn)凹陷，但是保留內(nèi)部的圓弧面
3.約束中的subtype設置為pull out direction，選項為no-hole
設置方法如圖所示，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個螺釘孔固定，優(yōu)化的結果可以看到默認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設置為圓周對稱方式，選項為4個
設置方法如圖所示，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 
干貨 | ANSYS Workbench拓撲優(yōu)化應用方法
采用拓撲優(yōu)化可在保證結構強度基本不變的前提下使原有結構質(zhì)量降低，實現(xiàn)輕量化設計，亦可使結構的剛度進一步提高，解決傳統(tǒng)方法對于質(zhì)量降低和剛度提高之間的矛盾。同時，拓撲優(yōu)化可為設計工程師的創(chuàng)新性設計提供參考，令設計人員腦洞大開。另外，因質(zhì)量得到降低，所以結構的一階固有頻率也會有所提高，可以有效改善振動噪音問題。
下面具體介紹使用ANSYS Workbench進行拓撲優(yōu)化的流程和分析步驟：
1.拓撲優(yōu)化分析流程
首先建立靜力學分析（或模態(tài)分析），然后進行拓撲優(yōu)化，最后進行設計驗證，如圖1所示。
圖1 ANSYS Workbench拓撲優(yōu)化分析流程
2.ANSYS Workbench拓撲優(yōu)化分析步驟
2.1、建立拓撲優(yōu)化分析模塊
從Workbench界面左側(cè)工具欄中雙擊靜力學分析模塊（或模態(tài)分析模塊），然后將拓撲優(yōu)化分析模塊拖至靜力學分析模塊（或模態(tài)分析模塊）“solution”項，見圖2。
展開 基于Ansys Topology Optimization 橋梁拓撲優(yōu)化實例 ￥10
本案例采用Ansys Topolopy Optimization完成該橋梁優(yōu)化，軟件版本Ansys19.2。
一、 靜力學分析
打開Workbench，創(chuàng)建靜力學分析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體；
材料設置：雙擊Static Structural model，在Mechanical面板中設置材料參數(shù)，本例僅展示優(yōu)化，材料參數(shù)設置為Structural Steel；
網(wǎng)格劃分：設置網(wǎng)格大小5mm，自動劃分網(wǎng)格；
邊界條件設置：在橋底面的4個點添加支撐，4個點分別約束ux=uy=uz=0，ux=uz=0，uy=uz=0，uz=0。橋面垂直于z；
載荷設置：橋面施加壓強1Pa；
求解變量設置為求解橋面的Z方向變形，完成計算。
二、 拓撲優(yōu)化
在Workbench Project界面拖動Topolopy Optimization到靜力分析Solution欄，創(chuàng)建優(yōu)化分析，同時優(yōu)化分析共享靜力學分析數(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。因為本例只有一個體排除，本步驟可省，如省略后面排除直接選擇橋面體計可；
優(yōu)化參數(shù)設置：Analisys Settings默認，Optimization Regoin中設計區(qū)域選擇All bodys，排除區(qū)域選擇上面設置的RE；
Objective中Goal選擇最小化Minimize，其余默認；
Response Constraint中設置10%優(yōu)化。
展開 一個基于ANSYS 14.5的 拓撲分析案例
現(xiàn)有一抬杠零件如圖：
材料為POM 擬采用拓撲分析進行優(yōu)化。
首先將產(chǎn)品要優(yōu)化位置根據(jù)功能構圖成一規(guī)則形狀。如下圖：
在pore中選擇工具，點擊ANSYS14.5，再選擇ANSYS Workbench進入 Workbench。
在Toolbox中點擊ShapeOptimization(Beta),按住鼠標拉到右邊的Project Schematic
雙擊Model進入Mechanical
如圖設置好拉力30N及固定約束。
選擇材料為POM
調(diào)整網(wǎng)格密度為 1.0mm
選擇優(yōu)化目標為減少體積60%
按Solve開始求解。
等計算完成。
點擊Shape Finder 看結果
選擇Capped IsoSurfaces 可以得到有用的位置。
參照這個形狀，重新設計了抬杠。
如下圖
對新舊設計靜力結構分析。
總結：對于很多時候，在沒有可參考的情況下，要設計出最省料的結構是比較難的。通過拓撲分析，可以提供參考，在設計初期就避免浪費材料，設計出優(yōu)秀的結構。特別是產(chǎn)量比較高的產(chǎn)品，減少1g重量，在整個產(chǎn)品周期，可以省下來的成本幾十萬，而這其實也就用半天的時間就可以算完的。會計算的工程師的價值就體現(xiàn)在這里。
展開 ANSYS 拓撲優(yōu)化 無法查看優(yōu)化結果
請大師給看一下：
在workbench平臺上做拓撲優(yōu)化，載荷和受力設置正常，后處理正常，但是無法查看拓撲優(yōu)化的結果
