子結(jié)構(gòu)優(yōu)化
關(guān)注創(chuàng)建者：匿名 創(chuàng)建時(shí)間：2023-04-24
子結(jié)構(gòu)優(yōu)化的視頻教程
ANSYS-WorkBench基礎(chǔ)教程 基于子模型的三通管焊縫處結(jié)構(gòu)優(yōu)化
本課程以石化/水利行業(yè)常見(jiàn)的三通管為例，首先以殼單元對(duì)三通管進(jìn)行分析，通過(guò)構(gòu)建子模型（Shell-Solid）的方式，針對(duì)三通管焊縫處，建立細(xì)致的三維模型，解決焊縫處存在的奇異性問(wèn)題，對(duì)三通管焊縫處進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
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ABAQUS子結(jié)構(gòu)和子模型綜合網(wǎng)課(結(jié)構(gòu)多尺度)
ABAQUS子結(jié)構(gòu)和子模型綜合網(wǎng)課(結(jié)構(gòu)多尺度) 1. abaqus子結(jié)構(gòu)和子模型區(qū)別和聯(lián)系、概念等入門介紹；? 2. 四腿桌子結(jié)構(gòu)創(chuàng)建分析、草圖繪制技巧（幾何約束、標(biāo)注編輯修改）、子結(jié)構(gòu)裝配到整體模型并設(shè)置輸出、子結(jié)構(gòu)與整體結(jié)構(gòu)接觸面tie操作、子結(jié)構(gòu)與整體模型odb合并、以及子結(jié)構(gòu)模型與整體結(jié)構(gòu)模型計(jì)算結(jié)果對(duì)比驗(yàn)證；? 3.
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ADAMS運(yùn)動(dòng)學(xué)仿真及結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)第四講——結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
1.模型參數(shù)化 1）定義設(shè)計(jì)變量 2）模型參數(shù)化 2.優(yōu)化設(shè)計(jì)流程 1）優(yōu)化設(shè)計(jì)的一般流程 2）目標(biāo)函數(shù)定義 3）約束函數(shù)定義 4）優(yōu)化設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)研究和實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的區(qū)別 3.六連桿沖壓機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì) 4.發(fā)動(dòng)機(jī)解耦率優(yōu)化設(shè)計(jì)
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子結(jié)構(gòu)優(yōu)化的實(shí)例教程
有償求助大佬如何進(jìn)行子結(jié)構(gòu)優(yōu)化，我進(jìn)行優(yōu)化時(shí)老是報(bào)錯(cuò)
通過(guò)關(guān)鍵字引用：*ELEMENT, TYPE=Z0001, ELSET=P295;SUBSTRUCTURE_PROPERTY, FILE=substructure；
2.子結(jié)構(gòu)分析生成的結(jié)果文件一般都比較大，在基于殘余結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行優(yōu)化分析時(shí)需要調(diào)用這些結(jié)果。因此在選擇優(yōu)化軟件時(shí)需要考慮文件引用管理，如本文中使用Isight就是可以設(shè)置文件位置，即在優(yōu)化時(shí)不需要生成子文件夾，即不需要進(jìn)行子結(jié)構(gòu)分析結(jié)果文件的拷貝復(fù)制操作，進(jìn)一步減少了I/O時(shí)間。
總結(jié)：ABAQUS子結(jié)構(gòu)法（超單元法）在進(jìn)行多學(xué)科優(yōu)化，輕量化優(yōu)化分析中具有明顯的優(yōu)勢(shì)，可以大大提升計(jì)算效率。
后續(xù)還會(huì)介紹LS-DYNA子結(jié)構(gòu)法在碰撞優(yōu)化分析中的應(yīng)用。
展開(kāi) 為了保證鋁翼子板實(shí)現(xiàn)1+3工序生產(chǎn)，避免前期工藝方案帶來(lái)的外觀質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)。本文分析了神龍公司P84項(xiàng)目鋁翼子板工藝特點(diǎn)及鋁件沖壓工藝特性，闡述了傳統(tǒng)模具結(jié)構(gòu)方案及工作原理，提出了新的優(yōu)化方案，即采用翻邊沖孔一序?qū)崿F(xiàn)的工藝方案，為提升模具品質(zhì)及零件質(zhì)量打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
問(wèn)題引入
鋁板沖壓是促進(jìn)車身輕量化的重要手段，P84項(xiàng)目DPCA首次應(yīng)用鋁板生產(chǎn)前翼子板零件。翼子板作為最重要車身覆蓋件之一，其特點(diǎn)是尺寸小、搭接關(guān)系較多、模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜、外觀及尺寸要求高。在前期工藝分析中要注重避免工藝方案導(dǎo)致外觀存在質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)的可能，在工序排布中注意翻邊變形以及沖孔的精度要求。
汽車前翼子板工序過(guò)程主要有落料、拉延成形、修邊、沖孔、翻邊整形等。由于鋁板沖壓的特殊性以及工序數(shù)限制，零件局部必須實(shí)現(xiàn)翻邊沖孔同工序完成。
鋁翼子板工藝特點(diǎn)
目前行業(yè)內(nèi)沖壓生產(chǎn)線基本包括4臺(tái)壓機(jī)，所以對(duì)于前翼子板成形要求采用1+3工藝方案（不含落料），即1道拉延工序加3道后工序（含修邊、翻邊、沖孔等工序）。對(duì)于鋁件沖壓，碎屑污染是特別需要注意的問(wèn)題，因?yàn)樗樾疾粌H會(huì)影響零件表面品質(zhì)，造成零件返修成本加大，而且當(dāng)鋁粉達(dá)到一定濃度會(huì)引起爆炸。所以工藝上需要特別注意沖裁工藝內(nèi)容的排布，原則上外覆蓋件不采用廢料刀，沖裁盡量在工序間錯(cuò)開(kāi)，避免同一工序沖裁使用廢料刀結(jié)構(gòu)，廢料刀結(jié)構(gòu)是碎屑產(chǎn)生的重要來(lái)源。
圖1所示為神龍公司P84項(xiàng)目鋁翼子板零件，采用了一模雙件的工藝方案。材料是鋁板6系6016A，料厚1mm。A-A截面兩側(cè)都存在翻邊及沖孔工序，對(duì)于每一側(cè)翻邊沖孔，常規(guī)工藝后工序（圖2）需要3步：⑴垂直修邊；⑵垂直翻邊；⑶斜楔沖孔。
將零件分解為3個(gè)區(qū)域（圖3），按照常規(guī)工藝來(lái)說(shuō)，后3道工序，區(qū)域1及區(qū)域3需要同時(shí)修邊、翻邊以及沖孔。所以在拉延成形完成之后：第一步，區(qū)域1以及區(qū)域3必須同時(shí)修邊。
展開(kāi) “ 子結(jié)構(gòu)和子模型什么區(qū)別？如何使用它們？-通過(guò)2個(gè)工程案例學(xué)習(xí)Abaqus中的子結(jié)構(gòu)與子模型分析技術(shù)”
子結(jié)構(gòu)與子模型技術(shù)在Abaqus中屬于模擬抽象化的范疇，所有Abaqus模型都涉及一定程度的抽象，但是除了傳統(tǒng)有限元的抽象方法之外，還可以通過(guò)以下幾種模擬抽象化技術(shù)來(lái)降低求解成本。
子結(jié)構(gòu)
子模型
生成矩陣
對(duì)稱模型生成、結(jié)果傳遞和循環(huán)對(duì)稱模型
周期介質(zhì)分析
網(wǎng)格劃分的梁橫截面
擴(kuò)展有限元方法（XFEM）
適當(dāng)?shù)乩眠@些抽象化建模技術(shù)可以極大地提高Abaqus的分析效率，本期文章介紹一下子結(jié)構(gòu)和子模型技術(shù)。
01
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子結(jié)構(gòu)
在有限元分析里，子結(jié)構(gòu)也叫超級(jí)單元，是由多個(gè)單元組成的一個(gè)“整體單元”，它在線性分析的基礎(chǔ)上消除了“整體單元”中保留節(jié)點(diǎn)以外所有節(jié)點(diǎn)的自由度；子結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)矩陣（剛度、質(zhì)量）也被縮聚成較小的矩陣，可以根據(jù)需求恢復(fù)內(nèi)部求解。
展開(kāi) 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)?em>優(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)?em>優(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)洌l(fā)揮系統(tǒng)材料最大利用率。拓?fù)?em>優(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)?em>優(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)?em>優(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)浣Y(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)?em>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(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(kāi) 
子結(jié)構(gòu)優(yōu)化的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
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子結(jié)構(gòu)優(yōu)化的最新內(nèi)容
本文原刊登于Ansys.com：《Boost Your Ansys Workflow: 5 Tips for Faster, More Accurate Structural Checks》
編輯整理：邱成宇 | Ansys 高級(jí)應(yīng)用工程師
在結(jié)構(gòu)工程中，精度和效率是必須滿足的目標(biāo)。由于項(xiàng)目變得越來(lái)越復(fù)雜，能夠在確保符合行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)簡(jiǎn)化工作流程，對(duì)于取得成功的結(jié)果非常關(guān)鍵。
本文將介紹使用
今日16:00，Ansys官方『Ansys 結(jié)構(gòu)輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)解決方案及案例分析』介紹Ansys Mechanical拓?fù)鋬?yōu)化仿真解決方案，以及輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的工程案例分析，感興趣的下滑預(yù)約學(xué)習(xí)??
時(shí)間：5月12日（星期二），16:00-17:00
內(nèi)容簡(jiǎn)介：
1. Ansys Mechanical 拓?fù)鋬?yōu)化仿真解決方案
2.輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例分析
講師：
<p class="ql-align-justify">Ansys 5月應(yīng)用系列線上研討會(huì)共10場(chǎng)，主題覆蓋AI+優(yōu)化、光學(xué)、電弧、熱管理、材料決策…等主題，希望幫助工程師深入掌握仿真能力的應(yīng)用價(jià)值，精彩內(nèi)容持續(xù)全年，歡迎大家報(bào)名參與！</p><p>歡迎加入直播交流聊，獲取專屬開(kāi)播提醒、直播回放、直播PPT及完整日程實(shí)時(shí)更新，干貨不錯(cuò)過(guò)！</p><p class="ql-align-center">
由于雙高斯照相物鏡結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性，原則上所有橫向像差都能自動(dòng)補(bǔ)償，因此在設(shè)計(jì)思路上只著眼于縱向像差的平衡設(shè)計(jì)。為此在設(shè)計(jì)過(guò)程中首先從設(shè)計(jì)其半部系統(tǒng)入手，然后再經(jīng)過(guò)鏡像處理形成雙高斯照相物鏡的全系統(tǒng)。雙高斯照相物鏡的半部系統(tǒng)在其系統(tǒng)光欄后只包括一個(gè)雙膠合透鏡和一片單透鏡組成，如圖2。
該類型鏡頭結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單
ANSYS Workbench 形貌優(yōu)化主要是針對(duì)薄殼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，改變其表面形貌，如凸起，加強(qiáng)等。
原模型
整體變形為0.87mm。
質(zhì)量約束為100%
形貌優(yōu)化后，同質(zhì)量下，整體變形為
航空航天工業(yè)是對(duì)零部件質(zhì)量和可靠性要求最高的行業(yè)之一。利用增材制造技術(shù)生產(chǎn)高科技零部件的潛力巨大。這種新工藝提供了創(chuàng)造新型設(shè)計(jì)的機(jī)會(huì)，這些設(shè)計(jì)以功能為導(dǎo)向，具有優(yōu)化和面向目的的幾何形狀。
面臨挑戰(zhàn)
MSC Apex Generative Design的以功能為導(dǎo)向的組件優(yōu)化誕生于帕德博恩大學(xué)直接制造研究中心與工業(yè)合作伙伴的一個(gè)研究項(xiàng)目。為重新設(shè)計(jì)優(yōu)化項(xiàng)目確定并選擇了一個(gè)航空航天支架
<p class="ql-align-justify">*本文投稿自工程機(jī)械制造行業(yè)用戶張俊</p><p><br></p><p><br></p><p>車架是起重機(jī)三大結(jié)構(gòu)件之一，其剛度、強(qiáng)度性能對(duì)起重機(jī)的吊載性能、可靠性、安全性有著至關(guān)重要的作用。大量研究表面，汽車燃油消耗的50%是由整車重量引起的，整車重量每降低10%，燃油經(jīng)濟(jì)性可提高3.8%。輕量化設(shè)計(jì)是指在保證其基本性能的情況下，盡可能提高材料利用率
*本文投稿自工程機(jī)械制造行業(yè)用戶張俊
車架是起重機(jī)三大結(jié)構(gòu)件之一，其剛度、強(qiáng)度性能對(duì)起重機(jī)的吊載性能、可靠性、安全性有著至關(guān)重要的作用。大量研究表面，汽車燃油消耗的50%是由整車重量引起的，整車重量每降低10%，燃油經(jīng)濟(jì)性可提高3.8%。輕量化設(shè)計(jì)是指在保證其基本性能的情況下，盡可能提高材料利用率，將重量做到最低，這是降低成本節(jié)約能耗的重要手段之一。
本文通過(guò) HyperMesh
關(guān)鍵詞：帶筋薄壁結(jié)構(gòu)；固有頻率；屈曲穩(wěn)定性；變密度法；拓?fù)鋬?yōu)化；
帶筋薄壁結(jié)構(gòu)因具有質(zhì)量輕、強(qiáng)度高的優(yōu)點(diǎn)，在汽車制造、航空航天、船舶工程等眾多工程領(lǐng)域中得到廣泛應(yīng)用，已成為現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)中不可或缺的重要組成部分。然而，在復(fù)雜外部載荷作用下，該類結(jié)構(gòu)的振動(dòng)與屈曲穩(wěn)定性問(wèn)題依然是設(shè)計(jì)過(guò)程中的關(guān)鍵挑戰(zhàn)：振動(dòng)易引發(fā)結(jié)構(gòu)疲勞損傷，縮短其服役壽命；屈曲失穩(wěn)則可能導(dǎo)致結(jié)構(gòu)整體失效，甚至引發(fā)嚴(yán)重安全事故。傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法多依賴于工程經(jīng)驗(yàn)或采用簡(jiǎn)化優(yōu)化策略
01 什么是結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)？
結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì) (optimumstructural design)在給定約束條件下（如結(jié)構(gòu)體積、固有頻率），按某種目標(biāo)函數(shù)(如結(jié)構(gòu)剛度最大、質(zhì)量最低)求出最好的設(shè)計(jì)方案，如以結(jié)構(gòu)的重量最小為目標(biāo)，則稱為最小重量設(shè)計(jì)。
結(jié)構(gòu)優(yōu)化按照改變結(jié)構(gòu)原始狀態(tài)的程度分為：結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化、結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化、結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化。
1.結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化
