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“插值曲線”特征的“設(shè)置”窗口（左）和代表頭部外殼的所有曲線（右）。當(dāng)相對(duì)容差增高到 0.001 或 0.01 時(shí)，曲線更加平滑。設(shè)置“閉合曲線”確保曲線封閉且處處具有連續(xù)一階和二階導(dǎo)數(shù)。 放樣成實(shí)體的注意事項(xiàng) 當(dāng)為頭部橫截面輪廓定義好曲線對(duì)象后，我們可以使用放樣操作創(chuàng)建實(shí)體形狀。

設(shè)置兩個(gè)表面的節(jié)點(diǎn)作為自由形狀優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量。限制邊界上的節(jié)點(diǎn)只能沿著厚度方向運(yùn)動(dòng)。

4 計(jì)算流程Part I 包括以下步驟: 定義梁的幾何形狀(beam geometry),設(shè)置材料性質(zhì)(material properties),定義梁的截面(cross-section definition), 設(shè)置邊界條件(boundary conditions)。這些步驟稱之為前處理，是有限元分析工作量最大和最耗時(shí)的部分。所有這些工作都在“幾何”模塊內(nèi)完成。

設(shè)置兩個(gè)表面的節(jié)點(diǎn)作為自由形狀優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量。限制邊界上的節(jié)點(diǎn)只能沿著厚度方向運(yùn)動(dòng)。01優(yōu)化前應(yīng)力02優(yōu)化后應(yīng)力03優(yōu)化后形狀的截面圖（1/4模型）04優(yōu)化結(jié)果拓展：根據(jù)制造要求施加擠壓約束、拔模約束、對(duì)稱約束01擠壓約束施加方法02自由形狀變量自由形狀變量為下圖中的節(jié)點(diǎn)，左側(cè)箭頭為擠壓約束方向。

二維水沙模型中的網(wǎng)格和初始條件設(shè)置情況數(shù)值模擬結(jié)果和物理實(shí)驗(yàn)結(jié)果的校準(zhǔn)與對(duì)比主要基于大壩縱向截面的形狀數(shù)據(jù)，如圖2和圖3所示。圖2為100秒后實(shí)驗(yàn)堤壩橫截面形狀變化（黑色方框線）與數(shù)值堤壩橫截面形狀變化（其余顏色的線段）的對(duì)比情況。

在得出最優(yōu)田字形截面形狀后，采用LS-OPT對(duì)加強(qiáng)筋各處壁厚進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的求解，具體設(shè)置如下： 尺寸多目標(biāo)優(yōu)化的研究對(duì)象是鋁合金橫梁截面結(jié)構(gòu)各自的壁厚，因此對(duì)于田字形截面形狀的橫梁來(lái)說(shuō)，它的截面形狀可以分為前端面、背端面、外加強(qiáng)、橫向內(nèi)加強(qiáng)筋和縱向內(nèi)加強(qiáng)筋，其中外加強(qiáng)筋的壁厚上下是一致的，橫向內(nèi)加強(qiáng)筋和縱向內(nèi)加強(qiáng)筋的壁厚可以不盡相同，截面結(jié)構(gòu)如圖3.1所示。

SectionPrepTool, 截面預(yù)處理工具，目前版本 V1.0，完成于 2024.7.6，歷時(shí)半年多，對(duì)細(xì)節(jié)部分進(jìn)行了反復(fù)的調(diào)整，以達(dá)到較好的操作體驗(yàn)。該工具可以作為 Xtract 的前處理器，創(chuàng)建 Xtract 的分析文件，也可以用于導(dǎo)出 OpenSees 的纖維截面，支持任意形狀的截面，操作簡(jiǎn)單。

這種方式適合一些特定形狀的氣囊，如汽車中的PAB，航空航天領(lǐng)域的圓柱形氣囊，可縮小折疊模型的外形尺寸。

本教程案例展示了如何設(shè)置復(fù)雜的 VCSEL 幾何形狀，以及如何用其特有的 3D 模式輪廓、共振波長(zhǎng)和質(zhì)量因子（Q 因子）高效的計(jì)算腔膜。該設(shè)置緊跟文獻(xiàn)中的案例（比恩斯特曼等人2001年發(fā)表的文章）。其結(jié)構(gòu)形狀是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的，因此您可以在圓柱坐標(biāo)系統(tǒng)中使用共振模式求解器來(lái)計(jì)算共振。

拔模,可以讓拉深的幾何體向上削尖.削尖的值在角度參數(shù)量設(shè)置.就是拔模縮小的角度.如果數(shù)值是負(fù)數(shù),則會(huì)向外擴(kuò)大.拔模從截面,在多個(gè)選項(xiàng)下,打開(kāi)如下圖的列表,可以對(duì)不同的各個(gè)面設(shè)置拔模的角度.

設(shè)定相關(guān)參數(shù)，例如：截面的寬度和長(zhǎng)度、配向向量和澆口長(zhǎng)度。 設(shè)置完成后單擊 OK 確認(rèn)并退出設(shè)定，或單擊 Apply 來(lái)設(shè)定下一個(gè)澆口。?注：在設(shè)定面板中單擊下拉式選單的 型式(Type)，可以將截面設(shè)計(jì)為圓形、半圓形、矩形、U形、六角形。設(shè)定與各式截面型式相關(guān)的參數(shù)，如截面尺寸和澆口長(zhǎng)度。5.

給矩形加載激勵(lì)電流1A，并設(shè)置求解電感矩陣值，Maxwell 2D→Parameters→Assign→Matrix，在彈出的窗口中勾 選加載在矩形截面上的激勵(lì)源，并在Post Processing選項(xiàng)卡中，設(shè)置矩形截面的導(dǎo)線匝數(shù)Turns為10。設(shè)置完畢后，對(duì)模型進(jìn)行分析求解。

(圖8) 圖8 創(chuàng)建材料 3.6 截面定義 依次點(diǎn)擊菜單欄>屬性>創(chuàng)建截面，彈出對(duì)話框，類別選擇殼，單元行為選擇薄殼，類型選擇均質(zhì)，厚度輸入為0.18mm，點(diǎn)擊確定，完成截面的創(chuàng)建。 圖9 創(chuàng)建截面 3.7 屬性賦值 屬性賦值模塊的功能是將所定義的材料及截面賦給特定的體。

(圖5) 圖5 創(chuàng)建材料 3.6 截面定義 依次點(diǎn)擊菜單欄>屬性>創(chuàng)建截面，彈出對(duì)話框，類別選擇梁，單元行為選擇歐拉梁，接著點(diǎn)擊輪廓右側(cè)按鈕，彈出橫截面設(shè)置界面，設(shè)置形狀：空心圓心，接著輸入r=12.5mm，t=2mm，點(diǎn)擊確定，完成橫截面的創(chuàng)建。

對(duì)于沿傳播方向截面逐漸變化的結(jié)構(gòu)，可以通過(guò)一系列均勻?qū)訉?duì)其進(jìn)行近似。例如，在下圖所示的幾何結(jié)構(gòu)中，梯形形狀（左圖）被近似為五個(gè)層的序列（右圖）： 增加截面層數(shù)可以提高仿真的精度，但代價(jià)是仿真時(shí)間的增加。將結(jié)構(gòu)劃分為若干層后，在每一層的傅里葉域中，麥克斯韋方程組被解析求解。這些傅里葉模式的波矢量被稱為 k 矢量。

本教程案例展示了如何設(shè)置復(fù)雜的 VCSEL 幾何形狀，以及如何用其特有的 3D 模式輪廓、共振波長(zhǎng)和質(zhì)量因子（Q 因子）高效的計(jì)算腔膜。該設(shè)置緊跟文獻(xiàn)中的案例（比恩斯特曼等人2001年發(fā)表的文章）。其結(jié)構(gòu)形狀是旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的，因此您可以在圓柱坐標(biāo)系統(tǒng)中使用共振模式求解器來(lái)計(jì)算共振。

2、Layer Stack中的邊界條件設(shè)置 在Layer Stack中對(duì)于邊界條件的設(shè)置都位于Analysis區(qū)域，如下圖，包括Etch，Rough和Solver三個(gè)部分，對(duì)每一個(gè)金屬層，都可以指定這三項(xiàng)設(shè)置。 ? Etch：控制本層的橫截面形狀。

，可以優(yōu)化截面形狀，梁系位置\形狀，關(guān)鍵接頭尺寸，部件厚度，材料等。

擴(kuò)散方法的計(jì)算成本更低，但適用于沒(méi)有彎道或變化截面的簡(jiǎn)單幾何形狀。其他方法在特定的情況具有優(yōu)勢(shì)，對(duì)一些應(yīng)用也很有意義。

2022版本新增了基于相同顏色選擇面的功能，對(duì)于復(fù)雜的鈑金形狀或多表面形狀，用戶可以使用指定的表面顏色輕松加載載荷。 也可以通過(guò)根據(jù)位置提供不同的顏色來(lái)快速定義邊界條件和接觸區(qū)域。