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基于optistruct的含cbeam單元的簡易非線性分析，本案例目的在于學習如何在optistruct中簡易模擬含有beam單元的擠壓，如何定義cbeam單元、建立非線性材料、非線性分析步等。通過本案例的學習可獨立完成含C beam單元非線性工程分析仿真模型。

本帖子是關(guān)于：整體以梁單元結(jié)構(gòu)建模進行預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析，optistruct求解后查看應(yīng)力結(jié)果，沒有von mises stress、normal/shear stress應(yīng)力信息的原因，以及如何解決這個問題的方法。

基于optistruct緩沖塊擠壓簡易模擬，本案例目的在于學習如何在optistruct中簡易模擬緩沖塊or襯套壓縮簡易模擬，如何定義cbush單元、bush單元的剛度、局部坐標系等?？吹郊夹g(shù)鄰上不少朋友在建立cbush單元模擬彈性部件時出現(xiàn)各種各樣的問題，通過本案例的學習可獨立完成可計算的簡易仿真模型。

自由尺寸優(yōu)化：給定殼單元，在滿足約束的前提下，針對目標函數(shù)為每一個單元尋找一個最有厚度。 形貌優(yōu)化：給定殼單元，在滿足給定約束的前提下，針對目標函數(shù)尋找最佳拉延筋布局。 尺寸（參數(shù)）優(yōu)化：給定結(jié)構(gòu)和用戶自定義的形狀變量，在滿足給定約束的前提下，針對目標函數(shù)尋找參數(shù)。

網(wǎng)格擬定三維薄殼殼單元，網(wǎng)格尺寸為2 mm，劃分的單元類型為一階常應(yīng)變?nèi)切?em>單元Tri3和一階線應(yīng)變四邊形單元Quad4。共計劃分單元數(shù)277，節(jié)點數(shù)309，三角形單元占比1.4%<5%。邊界固支，中心區(qū)域加載一三向分力均為1500 N的作用力。圖中淺色區(qū)域為后續(xù)子模型計算域。導出fem格式計算文件提交OptiStruct求解，在原模型的計算結(jié)果基礎(chǔ)上，實現(xiàn)3種子模型法設(shè)置。

1.2 網(wǎng)格劃分標準在將.STEP格式的三維CAD模型通過HyperMesh的import導入功能加載到軟件界面之前，選擇求解器模塊為OptiStruct, 后面所有的操作都將以HyperWorks的OptiStruct求解器為模板[2,3,4]。薄壁板件將采用殼單元進行劃分，鑄件一般采用體單元進行處理。

螺栓預(yù)力采用optistruct的預(yù)緊單元模擬，輪轂離心力對分析影響很小，這里不做深入研究，忽略不計。為簡化有限元計算量，將輪轂動態(tài)載荷（彎矩）轉(zhuǎn)化為靜態(tài)載荷，利用RBE3單元模擬傳動軸，將輪轂圓周分為12份，每份間隔30°，在傳動軸末端沿傳動軸垂直方向依次施加大小相同的載荷，固定輪轂的輪輞邊緣。圖4~5為工況1下彎矩模擬視圖。

圖3 a)為壓縮機殼體模型圖，壓縮機殼體分為上殼體與下殼體，上殼體與下殼體通過焊縫連接；圖3 b)為單元網(wǎng)格圖，殼體厚度均勻，故采用抽取中面的方法，進行殼單元網(wǎng)格劃分，網(wǎng)格尺寸設(shè)定為2 mm，上下殼體通過Seam單元焊縫連接。

求解器 為排除不同求解器基本單元之間的差異影響，本文同時使用Ansys，Abaqus，OptiStruct，Simulation四種求解器進行對比其中Abaqus使用單元類型為C3D10，Ansys使用單元類型為Solid186，OptiStruct使用單元類型為Tetra10，Simulation使用單元類型為Tetra10

因此選擇使用殼單元進行結(jié)構(gòu)力學計算，結(jié)構(gòu)計算采用OPtistruct求解器，因此將Hypermesh切換到OPtistruct求解器模塊下 ? 編輯 導入幾何模型后，提取該薄壁結(jié)構(gòu)的外表面（而不是抽取中面，因為需要保證結(jié)構(gòu)域邊界和流體域邊界能在空間中對上，減小后續(xù)壓強數(shù)據(jù)映射的誤差），內(nèi)部加強筋則抽取其中面。

梁單元位移顯示沒有問題，應(yīng)力顯示幾乎為零？請問怎樣正確顯示梁單元的應(yīng)力問題，謝謝2.jpg1.jpg

Optistruct 的優(yōu)化設(shè)計能力在現(xiàn)有的各種商業(yè)軟件中占據(jù)第一，其基于有限單元和多體動力的方法，能夠輕松處理百萬級別自由度的結(jié)構(gòu)，且能在很短時間內(nèi)解決具有成千上萬設(shè)計變量的優(yōu)化問題。不僅如此，Optistruct 充分汲取了其他軟件在可制造加工性上的缺陷，設(shè)置了便于結(jié)構(gòu)制造加工的模式重復模塊，把優(yōu)化結(jié)果最大限度的應(yīng)用于實際。

編輯 rbe3單元 rbe3單元一般也叫柔性單元，與rbe2一樣，不同求解器有不同的關(guān)鍵字描述，在Nastran、Optistruct與ANSYS都用rbe3關(guān)鍵字進行描述，只是格式不同，ANSYS的rbe3關(guān)鍵字如下： ? 編輯 Optistruct的rbe3關(guān)鍵字如下： ? 編輯 而在abaqus

②懸置支架系統(tǒng)建模：懸置支座一般為鑄鋁件，通常使用連續(xù)體建模，為保證計算精度需精細的網(wǎng)格（尤其是高梯度區(qū)域），常用二階四面體單元。懸置支架一般為鈑金結(jié)構(gòu)，常使用殼單元進行模擬，網(wǎng)格密度需足夠捕捉動態(tài)變形和應(yīng)力集中。

該單元密度同結(jié)構(gòu)的材料參數(shù)有關(guān)（單元密度是和材料彈性模量E之間具有某種函數(shù)關(guān)系），0-1之間連續(xù)取值，優(yōu)化求解后單元密度為1（或接近1）表示該單元位置處的材料很重要，需要保留；單元密度為0（或接近0）表示該單元處的材料不重要，可以去除，從而達到材料的高效利用，實現(xiàn)輕量化設(shè)計。Optistruct也在積極跟蹤新技術(shù)，比如水平集技術(shù)在Optistruct中也可以測試了。

PS：如在optistruct面板中，默認生成的單元基礎(chǔ)類型幾乎是低階單元類型，因此通過升階就能很方便地修改單元類型，無需刻意記住某個類型單元的升階為某個單元。這是種偷懶的方法，如果小伙伴們的記性比較好，那就把它們記下來，大有裨益。 文章來源：SimYoungC