ansys拓撲形狀是什么的案例
發動機缸體缸蓋的快速形狀及拓撲優化
此外，客戶希望同時進行形狀優化和拓撲優化，以提高材料利用率。同時，可以針對缸體上的筋作進一步優化設計和拓撲優化，實現動力總成的剛度和彎曲模態的優化方案。
解決方案
由于時間至關重要，DEP團隊采用了“極簡設計方法”應用于該項目。極簡設計方法包括將設計更改盡可能減少，同時需要驗證工藝制造可行性。
形狀優化：
形狀優化包括以下步驟：
對初始輸入模型進行NVH，疲勞分析；
利用Meshworks建立參數化模型，獲取最優的重量以及和初始方案一致的性能；
經過和制造團隊的討論，得到可行的設計修改空間；例如，合理的壁厚，翻邊厚度，筋的厚度，凸臺高度等；
將參數化的變量值修改為合理范圍，以達到所有的目標值；
所有的分析如下：
缸體疲勞分析；
缸孔變形分析；
NVH分析 – 動力總成彎曲模態，偏移，以及附件加速度和噪聲分析。
拓撲優化
用MeshWorks快捷的在缸體上直接增加筋或刪除筋，以及創建包絡拓撲空間
CAD-Morpher
可以依據網格的變形結果，將原始CAD數據進行100%的變形，這個結果是可以直接導出為CAD軟件可識別的格式，例如parasolid格式。
結果
重量降低10%，同時各項性能指標全部滿足設計要求。
展開 完全掌握workbench結構拓撲優化（形狀優化） ￥5
微信 leslie_wj
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workbench結構優化設計可以分為兩類：拓撲優化（形狀優化）和參數優化。
本文內容：
workbench拓撲優化實例詳解
下文目錄：
一：建模
二：加載
三：拓撲優化
四：總結
淺析結構優化方法：拓撲、形狀、形貌、自由尺寸、尺寸
拓撲優化：拓撲優化是一種在設計中尋找最佳材料分布的方法。
它通過改變材料在結構中的分布，以最小化結構的質量（或體積分數）并滿足特定的性能要求。在汽車輕量化中，拓撲優化可以用來確定哪些部分需要加強，哪些部分可以減輕以降低整體重量，同時保持結構的強度和剛度。
形狀優化：形狀優化關注的是在給定的幾何形狀內，調整結構的形狀以優化性能。這可能涉及到改變零部件的曲率、截面形狀或其他幾何參數。在汽車輕量化中，形狀優化可以用來改進零部件的空氣動力性能、減少空氣阻力或改善碰撞安全性。
形貌優化：形貌優化通常與曲面設計相關，它著重于調整曲面的形狀以滿足特定的外觀、空氣動力性能或其他要求。在汽車設計中，形貌優化可以用來打造更具吸引力的外觀，同時確保空氣動力學效率。
自由尺寸優化：自由尺寸優化是一種更靈活的方法，它允許在優化過程中改變零部件的尺寸和形狀，而不受固定的幾何約束。這種方法通常需要高級的優化算法來找到最佳解決方案。在汽車輕量化中，自由尺寸優化可以用來創造創新的設計，以滿足復雜的性能目標。
尺寸優化：尺寸優化涉及到優化零部件的尺寸（厚度），以滿足性能要求。這可以包括增加或減小零部件的尺寸，以改善強度、剛度、耐久性等方面的性能。在汽車輕量化中，尺寸優化可以幫助設計更輕、更緊湊的零部件。
拓撲優化通常是優化的第一個階段，因為它確定了結構中哪些部分需要被優化。形狀優化通常在拓撲優化之后進行。拓撲優化確定了哪些區域需要被優化，而形狀優化則在這些區域內進行形狀的調整。形貌優化通常是在形狀優化之后進行的。
形狀優化確定了結構的內部幾何形狀，而形貌優化則在這個基礎上進行外部形貌的調整。尺寸優化可以在拓撲優化和形狀優化這兩個階段之間或之后進行。自由尺寸優化可以在其他優化方法可以在優化過程中的任何時候進行。
展開 不同形狀的拉深件其變形特點有什么不同
下面來了解下它們在拉深過程中的變形有什么特點：
1.圓筒形件的變形特點：拉深過程中變形區是毛坯的法蘭邊部分，其它部分是傳力區不參與主要變形；毛坯變形區在切向壓應力和徑向拉應力的作用下，產生切向壓縮與徑向伸長的一向受拉一向受壓的變形；極限變形參數主要受到毛坯傳力區的承載能力的限制。
2.曲面形狀零件的變形特點：毛坯的外周是一向受拉一向受壓的拉深變形區；毛坯的中間部分是受兩向拉應力作用的脹形變形區。
3.盒形件的變形特點：其變形性質與圓筒形件相同，差別在于一向受拉一向受壓的變形在毛坯的周邊上分布不均勻，圓角部分變形大，直邊部分變形小；在毛坯的周邊上，變形程度大與變形程度小的部分之間存在著相互影響。
4.非旋轉體曲面形狀零件的變形特點：拉深毛坯的變形區也是由外部的拉深變形區與內部的脹形變形區所組成，但這兩種變形在毛坯周邊上的分布是不均勻的曲面法蘭邊零件拉深時，在毛坯外周變形區內還在剪切變形。
通過比較它們的拉深變形特點可以看出，因著拉深件的幾何形狀的不同，雖然它們的沖壓過程都叫做拉深，但是其變形區的位置及變形性質，還是有著很大區別的，所以確定其生產工藝及其工序數目與順序，以及設計模具的原則和方法都不一樣。
展開 
五金沖壓彎曲件的形狀及尺寸與設計要求不符是什么原因造成的
今天主要講下五金件經彎曲加工得到的彎曲件，其尺寸和形狀為什么和工藝設計所要求的有出入。
彎曲件的形狀與尺寸與工藝要求不符，主要原因是回彈和定位不當所致，可采取下列措施來解決：
一：采取以下措施可以減少回彈；
1. 在五金沖壓彎曲件的產品設計時
1）結構設計時考慮減少回彈，在彎曲部位增加壓筋連接帶等結構；
2）選擇材料時考慮回彈問題，盡量選擇彈性模量較大的材料；
2.在設計沖壓件彎曲工藝時
1）在彎曲前安排退火工序；
2）用校正彎曲代替自由彎曲；
3）采用拉拉彎工藝；
3.在五金沖壓工藝模具結構設計時
1）在模具結構設計中做出相應的回彈補償值；
2）在集中壓力，加大變形應力成分；
3）合理選擇模具間隙和凹模直壁的深度；
4）使用彈性凹模具或凸模彎曲成形。
二；提高毛坯定位的可靠性，采取以下兩種措施：
1）壓緊毛坯:采用氣墊、橡皮或彈簧產生壓緊力，壓料板或壓料桿的頂出高度應做得比凹模平面稍高一些，在彎曲開始前就把板料壓緊。
2）可靠的定位方法:毛坯的定位形式主要有以外形為基準和以孔為基準兩種.外形定位操作方便,但定位準確性較差;孔定位方式操作不大方便,使用范圍較窄,但定位準確可靠.在特定條件下,有時用外形初定位,大致使毛坯控制在一定范圍內,最后以孔位最后定位,吸取兩者的優點,使定位即準確又操作方便.
展開 CAESES與ANSYS耦合形狀優化
在ANSYS中進行形狀優化
為了能夠在ANSYS Workbench中實現CAESES動態變化，您需要在ANSYS Workbench中安裝CAESES的ANSYS APP（ACT擴展）。并通過CAESES組件更新并下載“.fsc”文件。幾何模型輸出并加載到ANSYS Workbench中之后，會自動使用在CAESES中選擇的文件格式。
在ANSYS Workbench中的CAESES組件更新后，其幾何設計變量會自動顯示在參數設置中。之后，就可手動或是通過優化工具（ANSYS的內置策略、optiSLang等）來改變這些變量參數設計得到新方案。
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展開 ANSYS中不同形狀的波函數書寫方法
以下為excel的圖像表達
函數.zip
作者文章.7z
作者：范文哲（fwz0703@163.com，公眾號：CAE_ANSYS）
一把椅子的拓撲優化過程會發生什么 ￥29
一把椅子的拓撲優化過程會發生什么?
古時候人們用一塊石頭當作板凳，以后逐漸的演變為平面石頭，有大理石面的，甚至一個樹樁都可以當作板凳，椅子的出現是由于人們追求舒適的靠背，進而發展為各種花式座椅和沙發，但你有沒有想過：如果讓科學算法來設計一把椅子，它會變成什么模樣？
我們給一把實心 “石頭板凳” 來場 “瘦身手術，看看通過拓撲優化會發生什么?
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我們從最原始的 “實心石頭板凳” 出發，模擬它的受力狀態 —— 畢竟，再花哨的設計，都得先扛住人坐上去的力量。?還原真實受力.建立的模型如圖所示
想象一個人坐在椅子上：?
? 臀部與座位接觸的兩個區域，會產生向下的壓力（體重的主要承載點）；?
? 背部靠在椅背上，會給靠背一個向后的推力（維持身體平衡）。?
在 ANSYS Workbench 中，我們給這個實心模型設定好這些邊界條件：臀部兩個受力面、靠背一個推力，計算后得到它的應力分布 ——紅色區域代表應力集中（受力大），藍色區域則受力較小。
從結果能清晰看到：?
? 椅子的支撐根部（與地面接觸的位置）應力最大，畢竟要扛起整個椅子和人的重量；?
? 座位的兩個支撐面應力集中，是直接承載臀部的 “主力區”。?
這些紅色區域就是后續優化中必須重點保護的地方。
展開 在ANSYS中以CAESES進行形狀優化
此外，我們落實了二維幾何與拓撲共享之間的工作流。
現在，公司正在向現有客戶發送插件，以便能將其應用到各種工作流和應用程序中。接下來CAESES軟件將被放置在ANSYS的應用商店中，此后可在ANSYS Workbench的用戶界面中直接安裝。深入了解請訪問天洑官網，聯系我們。
關于CAESES
CAESES軟件是一款針對仿真工程師的具有獨特CAD功能的自動優化軟件。用戶可以在仿真軟件中連接CAESES，也可以在CAESES中連接仿真軟件。
CAESES軟件的側重點是為待模擬及魯棒性變化的幾何模型提供更快更全面的設計研究以及形狀優化功能。CAESES模型的設計變量可以通過CAESES的GUI或者批處理腳本文件進行控制，該功能在新的CAESES-ANSYS應用中同樣可以實現。更多相關信息，請關注天洑網站：http://www.njtf.cn/。
CAESES全球用戶群
展開 Ansys | 基于熱效應的形狀記憶合金脊柱間隔器仿真分析
形狀記憶合金（SMA）能夠在發生大變形后不產生殘余應變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復（形狀記憶效應）。偽彈性和形狀記憶效應使其特別適用于航空航天、生物醫學和結構工程等領域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創建靜力結構系統。定義形狀記憶合金的材料屬性（表 1）。
表 1. 脊柱間隔器材料屬性
2、導入幾何模型。脊柱間隔器植入物的幾何形狀如圖 1 所示。由于對稱性，僅創建1/4 模型。在ANSYS Mechanical 中對幾何體進行網格劃分。
圖 1. 四分之一間隔器幾何模型示意圖
3、定義分析設置和邊界條件。共創建六個分析步。
3.1 第一步，在剛性板上施加-3.375mm 的位移以壓縮脊柱間隔器；第二步開始時，移除位移，使間隔器可以自由變形。
3.2 從第三步開始施加熱載荷，溫度從23.85℃ 升高到 37.85℃。在此期間，由于未發生相變，間隔器的形狀保持不變。第四步，溫度從 37.85℃ 升高到 50.85℃，由于此步中未發生主要的相變，計算再次快速收斂。第五步，溫度升高到 51.85℃，收斂速度變慢，大部分形狀恢復發生在此步中。第六步，將溫度冷卻至 37.85℃，間隔器的形狀保持不變。
圖 2. 溫度條件示意圖
4、運行仿真。不同溫度下間隔器的變形和應力云圖如圖3所示。
圖 3.
展開 Ansys | 基于熱效應的形狀記憶合金脊柱間隔器仿真分析
形狀記憶合金（SMA）能夠在發生大變形后不產生殘余應變（偽彈性），并且可以通過溫度變化從大變形中恢復（形狀記憶效應）。偽彈性和形狀記憶效應使其特別適用于航空航天、生物醫學和結構工程等領域。本仿真模擬了將形狀記憶合金用作脊柱間隔器的過程。
目標
熟悉形狀記憶合金
理解考慮熱效應的形狀記憶合金建模流程
建模步驟
1. 在 ANSYS Workbench 中創建靜力結構系統。定義形狀記憶合金的材料屬性（表 1）。
表 1. 脊柱間隔器材料屬性
2、導入幾何模型。脊柱間隔器植入物的幾何形狀如圖 1 所示。由于對稱性，僅創建1/4 模型。在ANSYS Mechanical 中對幾何體進行網格劃分。
圖 1. 四分之一間隔器幾何模型示意圖
3、定義分析設置和邊界條件。共創建六個分析步。
3.1 第一步，在剛性板上施加-3.375mm 的位移以壓縮脊柱間隔器；第二步開始時，移除位移，使間隔器可以自由變形。
3.2 從第三步開始施加熱載荷，溫度從23.85℃ 升高到 37.85℃。在此期間，由于未發生相變，間隔器的形狀保持不變。第四步，溫度從 37.85℃ 升高到 50.85℃，由于此步中未發生主要的相變，計算再次快速收斂。第五步，溫度升高到 51.85℃，收斂速度變慢，大部分形狀恢復發生在此步中。第六步，將溫度冷卻至 37.85℃，間隔器的形狀保持不變。
圖 2. 溫度條件示意圖
4、運行仿真。不同溫度下間隔器的變形和應力云圖如圖3所示。
圖 3.
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三角支架的拓撲優化 - ANSYS Workbench ￥3
拓撲優化是一種數學方法，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，在空間上優化定義域內材料的分布。本教程的主要目的是通過拓撲優化優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。
作為第 2 步，實施了結構（拓撲）優化分析以降低材料密度。
最后一步，在 SpaceClaim 上對優化的幾何結構進行了重新設計并再次進行了分析。
第 3 步：工程數據（材料模型）
本教程中使用了默認材質 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：網格劃分操作（默認幾何）
已創建單元尺寸為 0.6mm 的默認網格：
對關注點（具有最大應力的區域）的網格細化進行了細化，直到兩個相鄰節點之間的應力值差小于 10%。
對目標點的第一次優化已實現為球體半徑為 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拓撲優化
拓撲優化是指形狀優化，有時也稱為外型優化。 拓撲優化的目標是尋找承受單載荷或多載荷的物體的最佳材料分配方案。這種方案在拓撲優化中表現為“最大剛度”設計。與傳統的優化設計不同的是，拓撲優化不需要給出參數和優化變量的定義。目標函數、狀態變量和設計變量（參見“優化設計”一章）都是預定義好的。用戶只需要給出結構的參數（材料特性、模型、載荷等）和要省去的材料百分比。給每個有限元的單元賦予內部偽密度來實現。這些偽密度PLNSOL，TOPO命令來繪出。拓撲優化的目標——目標函數——是在滿足結構的約束（V）情況下減少結構的變形能。減小結構的變形能相當于提高結構的剛度。這個技術通過使用設計變量。
結構拓撲優化的基本思想是將尋求結構的最優拓撲問題轉化為在給定的設計區域內尋求最優材料分布的問題。通過拓撲優化分析，設計人員可以全面了解產品的結構和功能特征，可以有針對性地對總體結構和具體結構進行設計。特別在產品設計初期，僅憑經驗和想象進行零部件的設計是不夠的。只有在適當的約束條件下，充分利用拓撲優化技術進行分析，并結合豐富的設計經驗，才能設計出滿足最佳技術條件和工藝條件的產品。連續體結構拓撲優化的最大優點是能在不知道結構拓撲形狀的前提下，根據已知邊界條件和載荷條件確定出較合理的結構形式，它不涉及具體結構尺寸設計，但可以提出最佳設計方案。拓撲優化技術可以為設計人員提供全新的設計和最優的材料分布方案。拓撲優化基于概念設計的思想，作為結果的設計空間需要被反饋給設計人員并做出適當的修改。最優的設計往往比概念設計的方案結構更輕，而性能更佳。經過設計人員修改過的設計方案可以再經過形狀和尺寸優化得到更好的方案。
展開 拓撲優化(ANSYS)
拓撲優化
基于ANSYS的汽車轉向節拓撲優化仿真分析
在本研究中，我們采用了四種建模方法進行比較分析，包括傳統有限元法、拓撲優化有限元法、等效固體有限元法和拓撲優化等效固體有限元法。通過對比分析，我們得出結論：拓撲優化等效固體有限元法在建模精度、計算效率等方面表現最優，是一種較為可靠的建模方法。因此，在后續的工程化數模建立過程中，我們選擇了拓撲優化等效固體有限元法進行建模。
6 模型建立
為了進行基于ANSYS的汽車轉向節拓撲優化仿真分析，首先需要建立汽車轉向節的3D模型。模型的建立過程包括模型的幾何約束的設置和網格劃分的內容。
6.1 汽車轉向節的3D模型建立
6.1.1 模型建立軟件選擇
為了建立汽車轉向節的3D模型，我們可以選擇一些專業的建模軟件，如Pro/E、Solidworks、CATIA等。這里我們選擇使用Solidworks進行模型建立。
6.1.2 模型建立過程
汽車轉向節的3D模型建立過程如下：
(1）選擇合適的建模方式：在Solidworks中，可以選擇不同的建模方式，如基于特征的建模、直接建模等。根據需要選擇合適的建模方式。
(2）進行幾何約束設置：在進行建模之前，需要先對模型進行幾何約束設置，保證模型的幾何形狀符合設計要求。
(3）進行模型建立：按照設計要求進行模型的建立。在建立過程中，需要注意模型的尺寸和形狀，以及模型的結構和材料等因素。其3D模型圖大致如下圖2:
圖1 汽車轉向3D模型圖
6.2 模型的幾何約束的設置
在建立汽車轉向節的3D模型之前，需要對模型進行幾何約束設置，以保證模型的幾何形狀符合設計要求。幾何約束可以分為兩類：點約束和面約束。點約束用于限制模型中的點的位置，而面約束則用于限制模型中的面的位置和形狀。
在進行幾何約束設置時，需要考慮模型的設計要求和功能要求，以保證模型的幾何形狀符合實際需要。
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