ansys自帶拓撲優(yōu)化
關(guān)注創(chuàng)建者：王靖雯 創(chuàng)建時間：2023-03-08
ansys自帶拓撲優(yōu)化的視頻教程
基于ansys workbench 的拓撲優(yōu)化——梁，支架 受力優(yōu)化
1.學習型仿真工程師； 2.結(jié)構(gòu)仿真工程師初學者； 3.需要對結(jié)構(gòu)降本，縮小體積及及其他方面的優(yōu)化。 基于Ansys workbench 2021R1版本的支架和梁單元的拓撲優(yōu)化操作。（課程內(nèi)包含模型建立及詳細模型設(shè)置）
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Ansys拓撲優(yōu)化系列
用ANSYS對自行車車架拓撲優(yōu)化Topology Optimization。 1.需要先進行優(yōu)化區(qū)域切分。靜態(tài)分析。拓撲優(yōu)化分析設(shè)置。拓撲密度。 2.SpaceClaim光順化處理，拓撲優(yōu)化結(jié)果驗證。
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ansys workbench拓撲優(yōu)化案例
ansys workbench拓撲優(yōu)化案例，地下大空間接結(jié)構(gòu)，用的一個半圓模擬的，挺不錯的案例，值得學習
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ansys自帶拓撲優(yōu)化的實例教程
請大師給看一下：
在workbench平臺上做拓撲優(yōu)化，載荷和受力設(shè)置正常，后處理正常，但是無法查看拓撲優(yōu)化的結(jié)果
產(chǎn)品概念設(shè)計初期，單純的憑借經(jīng)驗以及想象對零部件進行設(shè)計往往是不夠的，在適當約束條件下，如果能充分利用“拓撲優(yōu)化技術(shù)”進行分析，并結(jié)合豐富的產(chǎn)品設(shè)計經(jīng)驗，可以設(shè)計出更能滿足產(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。
拓撲優(yōu)化（topology optimization）是一種根據(jù)給定的負載情況、約束條件和性能指標，在給定的區(qū)域內(nèi)對材料分布進行優(yōu)化的數(shù)學方法，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、約束準則、目標等從這些區(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)拓撲，發(fā)揮系統(tǒng)材料最大利用率。拓撲優(yōu)化后，通常需要對其產(chǎn)生的結(jié)果模型進行設(shè)計驗證，完全復制拓撲優(yōu)化前的邊界條件進行仿真計算。
以往版本需要在WorkBench中添加后續(xù)分析模塊去驗證優(yōu)化后的模型。拓撲優(yōu)化后的仿真計算設(shè)計驗證過程如下圖所示。先在拓撲結(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)果傳遞至驗證系統(tǒng)，系統(tǒng)自動生成位于拓撲優(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算載荷和約束。創(chuàng)建該驗證工作流程，分為四步，在創(chuàng)建的驗證系統(tǒng)中去劃分網(wǎng)格運行計算及查看設(shè)計結(jié)果。
前面版本雖然可以比較方便地把優(yōu)化后的模型導入到新的靜力學結(jié)構(gòu)仿真中，進行優(yōu)化模型的驗證，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)化后的力學特性，即允許用戶直觀可視化最終設(shè)計的結(jié)果（變形、應力、特征值模態(tài)等），更方便快速檢查和驗證力學行為。
展開 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(shè)計變量及其范圍，求設(shè)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(shè)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(jié)構(gòu)問題
對于結(jié)構(gòu)進行優(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
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(guān)注點）和最小安全系數(shù)。
作為第 2 步，實施了結(jié)構(gòu)（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(jié)構(gòu)進行了重新設(shè)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(shè)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(guān)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：
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ansys自帶拓撲優(yōu)化的最新內(nèi)容
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(guān)注點）和最小安全系數(shù)。
作為第 2 步，實施了結(jié)構(gòu)（拓撲）優(yōu)化分析以降低材料密度。
最后一步
基于2023ANSYS WORKBENCH拓撲優(yōu)化
圓柱體拓撲優(yōu)化。
載荷邊界條件
靜力分析結(jié)果
拓撲優(yōu)化邊界條件
拓撲優(yōu)化結(jié)果
摘 要：本研究基于ANSYS軟件，針對汽車轉(zhuǎn)向節(jié)的拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化展開了仿真分析。首先，針對不同的工藝約束，建立了多目標拓撲優(yōu)化目標函數(shù)，通過比較不同拓撲優(yōu)化結(jié)果的區(qū)別和優(yōu)劣勢，選取了最優(yōu)的拓撲優(yōu)化建模方法。隨后，根據(jù)拓撲優(yōu)化結(jié)果，建立了工程化結(jié)構(gòu)數(shù)模。實驗結(jié)果表明，在所建立的多目標拓撲優(yōu)化目標函數(shù)下，得到了一種在工藝約束下最優(yōu)的汽車轉(zhuǎn)向節(jié)拓撲結(jié)構(gòu)，并且該結(jié)構(gòu)具有較好的力學性能和穩(wěn)定性，可為實際工程應用提供參考
在ansys workbench中拓撲優(yōu)化分析流程如下所示。
以下圖所示結(jié)構(gòu)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(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。
拓撲優(yōu)化的邊界條件設(shè)置如下，設(shè)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(shè)置最大應力和去除質(zhì)量的約束條件
產(chǎn)品概念設(shè)計初期，單純的憑借經(jīng)驗以及想象對零部件進行設(shè)計往往是不夠的，在適當約束條件下，如果能充分利用“拓撲優(yōu)化技術(shù)”進行分析，并結(jié)合豐富的產(chǎn)品設(shè)計經(jīng)驗，可以設(shè)計出更能滿足產(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。
拓撲優(yōu)化（topology optimization）是一種根據(jù)給定的負載情況、約束條件和性能指標，在給定的區(qū)域內(nèi)對材料分布進行優(yōu)化的數(shù)學方法，將區(qū)域離散成足夠多的子區(qū)域
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(shè)置的條件選項方法的不同，導致的結(jié)果的不同，下面查看其中幾個案例導致的不同形狀結(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，下方選擇相應的保留面，如圖所示。
『點擊觀看直播回放』
隨著增材制造以及拓撲優(yōu)化概念日益深入人心，其應用也愈發(fā)復雜。Ansys 2020 R2拓撲優(yōu)化和增材制造相關(guān)的新功能也與時俱進，為您更復雜的設(shè)計和更高精尖的研發(fā)提供軟件保證。
此次網(wǎng)絡(luò)直播吸引了眾多觀眾在線觀看，在會后我們也陸續(xù)收到在線觀眾以及其他用戶前來詢問，在此附上本場網(wǎng)絡(luò)直播錄播內(nèi)容，供大家回看學習。
▼▼▼2020 Ansys網(wǎng)絡(luò)研討會有獎反饋
時間：8月25日 16:00
培訓內(nèi)容：
本次研討會將帶來拓撲優(yōu)化新功能以及增材制造新功能的詳細介紹：
拓撲優(yōu)化新功能：
適用于更復雜問題的優(yōu)化區(qū)域、幾何約束設(shè)置
提升優(yōu)化性能
更簡便地優(yōu)化驗證流程
適用于制造生產(chǎn)的尺寸控制增材制造新功能：
統(tǒng)一區(qū)域創(chuàng)建多種支撐
采用拓撲優(yōu)化可在保證結(jié)構(gòu)強度基本不變的前提下使原有結(jié)構(gòu)質(zhì)量降低，實現(xiàn)輕量化設(shè)計，亦可使結(jié)構(gòu)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(shè)計工程師的創(chuàng)新性設(shè)計提供參考，令設(shè)計人員腦洞大開。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
來源：安世中德（北京）咨詢有限公司 寇曉東
