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摘 要：本文利用optistruct對壓縮機鑄鋁支架進行了拓撲優化分析，并分析了不同網格尺寸和懲罰因子對拓撲優化結果的影響，成功使壓縮機鑄鋁支架重量降低了54.4%。

液壓支架主要由底座、連桿機構、掩護梁、頂梁及控制元件組成，底座是液壓支架的關鍵部件[1]. 李海寧等[2] 僅研究了某液壓支架底座的強度，并未進行優化。萬麗榮等[3]研究了沖擊載荷作用下液壓支架關鍵零件及底座的受力及強度。田立勇等[4]研究了各工況下液壓支架底座的強度及不同板厚對底座強度的影響，并簡單進行優化。以上對底座的研究主要集中在強度分析方面，優化方面的研究比較少。

全文模型及操作視頻下載鏈接如下：https://nas.altair.com.cn:5001/sharing/kPMjKGJXX（建議在電腦端用chrome瀏覽器下載） 形狀優化與自由形狀優化所謂自由形狀是和形狀優化比較而言的，自由形狀優化節點變形的形式更加自由。進行形狀優化的時候需要事先創建形狀變量，優化算法的優化對象就是每個形狀變量的系數。

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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。

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。

1.結構尺寸優化 根據給定的設計目標和約束，確定結構參數的具體值的優化設計方法。例如，在給定的固有頻率和最大位移的條件下，優化車門的厚度這一結構參數達到重量最輕的目標。 2.結構形狀優化 根據給定的性能指標和約束條件，確定產品結構的邊界形狀或者內部幾何形狀的設計方法。 3.

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。

“如何獲得最優形狀？”每一位工程師都會產生這樣的疑問，形狀優化技術應運而生，尺寸優化是目前比較常見的優化技巧，形狀優化是尺寸優化的延伸，不僅需要考慮尺寸更改，還涉及到形狀的總體改變。結構的形狀受控于一組設計參數，參數的計算是一個繁瑣的流程。

改圓角后，支架應力集中的情況會減弱。按照理論可知，圓角區域等效應力均勻分布，應力值較大[10]。4.1.3 增加支架提手支架頂端增加提手，提手的寬度為30 mm，厚度為6.5 mm，增加提手既能方便使用，也能提高顯微鏡端部的強度。4.2 支架壓鑄件優化產品的形狀屬于不規則形狀，采用壓鑄成型。

圖1（從左到右）：傳統支架由兩部分組成，使用設計空間（綠色可見）和非設計空間（紅色可見）重新設計成一部分。原始零件的幾何形狀被用作優化過程的起點，以定義優化引擎將使用的設計空間。圖1中所示的原始設計（深綠色和深紅色組件）被連接在一起，形成了一個單一的設計空間。支架組件需要五個連接點（如圖1中橙色所示）才能安裝到飛機上。

傳統液壓支架為符合強度和剛度要求，通常選取相對較厚的支架鋼板。為了提高板式液壓支架的性價比，有必要對其進一步優化。本文以兩柱掩護式液壓支架為研究對象，基于有限元理論，將液壓支架結構設計問題轉化為數學模型，運用優化設計理論，根據相關標準和規范，開展全工況的等強度優化分析。

表4 光伏支架力學性能表圖5 定向變形圖 如圖6所示，檁條截面變形，從圖中計算結果顯示，檁條的整體變形并不大，反而影響最大的為檁條的截面形狀，截面形狀容易變形，在設計計算時容易導致截面不足而引起穩定性不夠，且檁條截面上部變形尤為明顯。

例如，應用填充微觀點陣結構的衛星支架多尺度拓撲優化設計，使衛星支架減重 17% ，動態響應減少 25% ；考慮切口、保持傳統鈑金輪廓的渦輪發動機支架的拓撲優化設計，使發動機支架減重2 5 %，考慮增材制造工藝，擴大設計空間的拓撲優化設計，使發動機支架減重6 6 %，最大位移減少約5 0 %；由3 0 多個單獨部件組成的穩定器前翼梁支架，應用拓撲優化一體化設計，成功實現前翼梁支架減重

人工支架是治療冠心病的一種常用方法。人工支架可以增加流向心臟的血液流動，但也會帶來并發癥，因為患者心臟周圍的動脈具有不規則的解剖結構。自膨脹式支架是人工支架的一種，它能夠貼合血管，并隨著血管的變化而變化。由于形狀記憶合金在經歷相變后會“記住”其原始形狀，因此它們能夠自我膨脹。