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摘 要：本研究基于ANSYS軟件，針對汽車轉向節的拓撲結構優化展開了仿真分析。首先，針對不同的工藝約束，建立了多目標拓撲優化目標函數，通過比較不同拓撲優化結果的區別和優劣勢，選取了最優的拓撲優化建模方法。隨后，根據拓撲優化結果，建立了工程化結構數模。

我們可以發現拓撲優化后的結構在四個底角是沒有支撐材料分布的，這種結構類似于航天領域的火箭頭部結構，受力狀態也與其類似，近似在真空的情況下底部提供推力的結構。 04總結 本次案例是基于WORKBENCH平臺中GENESIS模塊拓撲優化功能探討慣性釋放如何影響支架的拓撲優化。在拓撲優化過程中，在給定的優化目標和約束條件下，通過求解將得到最優的質量分布和幾何結構。

LS-TaSC主要對具有大變形、動態載荷、接觸條件等非線性問題進行結構拓撲優化或形狀優化。目前，LS-TaSC能夠處理數百萬個單元的大型模型，其優化算法可求解多載荷工況、多學科問題，并且可以有效地處理全局約束條件實現設計目標最優。LS-TaSC目前可求解三類不同類型的結構優化問題，第一類是結構拓撲優化，在給定的設計區域內尋求最佳的材料分布。

ANSYS的愿景 我們的遠期愿景是在ANSYS Mechanical中放置一個“打印”按鈕。在給定設計空間、工程要求和打印機參數的情況下，該軟件將能夠基于物理場生成一種即時打印的設計。該愿景看似是一個遙遠的目標，但它有助于我們聚焦研發計劃，形成明確清晰的工作思路。

返回ansys workbench界面，在Project處雙擊Optimization進入優化界面設置優化參數，目標參數P3設置為最小值，P4為最大值，限制類型為無限制；P5和P6則是值大于等于0。然后點擊Update，完成后在Candidate Points即可查看目標函數的三個最優候選點。

免費報名：點擊立即報名 7/8 | Discovery快速拓撲優化，助力產品實現輕量化目標主題簡介：輕量化設計已成為眾多行業提升產品性能、降低材料成本和實現可持續創新的重要方向。本次直播將圍繞 Ansys Discovery 的快速拓撲優化能力展開，分享如何在設計初期基于載荷、約束和性能目標，快速生成更優結構方案。

返回ansys workbench界面，在Project處雙擊Optimization進入優化界面設置優化參數，目標參數P4、P5、P6均設置為最小值，限制類型為無限制。然后點擊Update，完成后在Candidate Points即可查看目標函數的三個最優候選點。

以中國大學生方程式汽車大賽BTR-X的懸架立柱作為例，在分析其實際受力情況的基礎上，利用Altair inspire form軟件以最大化剛度為目標對其進行了減重設計和拓撲結構優化。得到了帶剎入彎工況條件下兩種不同設計方案的應力、應變值及安全系數，并對比了其優缺點。

點擊立即報名7/8 | Discovery快速拓撲優化，助力產品實現輕量化目標主題簡介：輕量化設計已成為眾多行業提升產品性能、降低材料成本和實現可持續創新的重要方向。本次 webinar 將圍繞 Ansys Discovery 的快速拓撲優化能力 展開，分享如何在設計初期基于載荷、約束和性能目標，快速生成更優結構方案。

Ansys Workbench雖然具有在幾何結構改變后重新關聯模型設置的功能，但該過程并非總是萬無一失。如今，當改變幾何結構后，您再也不會看到模型樹上因為失去關聯性而掛滿了一連串的問號。在Ansys 2023 R1版本中，您可以高效地編輯模型，并使用新的作用域向導工具自動檢測和重新設置作用域。

圖3 拓撲優化分析結果從結果可以看出，通過拓撲優化分析可以得到力的主要傳遞路徑，類似樹杈結構?；?em>拓撲優化得到的結構形態，可以采用幾何重生的方法構建幾何模型，以此作為輕量化設計的概念構型。概念構型可以顯示最佳的材料下限分布，但不一定滿足力學性能要求，需要進一步分析驗證。基于此構型，結合有限元分析，設計工程師可進一步修改結構形態，以得到最優結構構型。

返回Ansys Workbench界面，在Project處雙擊Optimization進入優化界面設置優化參數，目標參數P4設置為最小值，限制類型為無限制。然后點擊Update，完成后在Candidate Points即可查看目標函數的三個最優候選點。該分析中，最優值為P1=1.8E+11、P2=0.27、P3=8635時，其第一階固有頻率最小，為P4=123.34。

返回ansys workbench界面，在Project處雙擊Optimization進入優化界面設置優化參數，目標參數P4、P5均設置為最小值，限制類型為無限制。然后點擊Update，完成后在Candidate Points即可查看目標函數的三個最優候選點。

來源：網絡 作者：周丹 王斌 關鍵字：目標分解 電動汽車 動力總成 優化設計 純電驅動電動汽車的動力總成拓撲結構類型眾多。本文采用多學科優化設計方法，對于典型的動力總成拓撲結構建立了基于解析目標分解方法的2層優化架構。使用Willans line建模方法，建立了驅動電機的參數化仿真模型。

圖3 目標函數、設計變量的迭代過程 對最優解采用ANSYS進行分析，采用單元輸出的應力線性化結果與常規殼單元提取線性化結果的承壓邊界應力分布如圖4所示。對一次總體薄膜應力滿足SⅠ；對一次局部薄膜應力，均滿足PL≤SⅠ＜SⅡ；一次薄膜+彎曲應力滿足SⅢ，設備滿足強度要求。計算結果對比見表2。

（圖片來源Ansys網站） ◆ Mentor HyperLynx SI基于IBIS或是SPICE模型評估并行（如DDR）及高速串行總線的信號完整性，包括過沖，下沖， 振鈴，非單調性， 符號間干擾等等。優化信號的拓撲結構并分析信號間的串擾，結合仿真結果對設計提供最優的改善措施。通過時域或頻域的方式評估互連狀態以確保信號低誤碼率的有效傳輸。

該方法假設最后網格頂點全部由目標邊界頂點組成, 那么可以用一種三角化算法將目標用盡量少的三角形完全分割覆蓋。這些三角形主要是由目標的拓撲結構決定, 這樣目標的復雜拓撲結構被分解成簡單的三角形拓撲結構。該方法生成的網格一般相當粗糙, 必須與其它方法相結合, 通過網格加密等過程, 才能生成合適的網格。

作為全球第一款專業的即時仿真驅動設計工具，Ansys Discovery擁有結構分析、流體分析、拓撲優化、熱力分析、幾何建模、模態分析、參數研究等多項功能。Ansys Discovery主要應用于設計周期的前端，軟件簡單、易學、易用，設計工程師能快速上手，適應并完成工作要求的設計仿真工作。