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5 結論 本文對 3 臺 CNC 車床并行工作的大跨距桁 架不同截面進行研究，用 SolidWorks 三維建模， 導入 ABAQUS 軟件，并對其模型進行有限元的 前 6 階模態分析，在此基礎上優化大跨距桁架截 面的結構尺寸。 通過上述的分析可知，優化后的工字型截面， 其模型更精準，截面性能明顯提高，降低共振頻率，并且減重 33.91 kg。

文章來源：微信公眾號“仿真社”，主要分享Abaqus、ANSYS仿真案例，聚焦于結構優化、參數優化，二次開發等領域，歡迎關注。本文你將獲得如下干貨：1. 有限元模型修正法FEMU結合智能優化算法反演了加強筋位置布局的源程序（python程序，可反演位置、厚度、材料參數，通用反演程序）2. 參數化建模的一些技巧；3.

底座主體結構由鋼板焊接而成，鋼板間的焊縫強度視為與鋼板相同。去掉對強度影響不大的孔、倒角等結構。在簡化模型的同時，對模型進行參數化建模，方便后續優化使用。需要參數化建模的尺寸：各重要部位的鋼板厚度，墊塊的長度、寬度，柱窩的高度等。簡化后的模型見圖1.圖1 底座簡化后的三維模型圖 1.2 添加材料、劃分網格底座簡化模型導入ABAQUS軟件中，對模型添加材料。

隨著計算機的發展，結構優化算法取得了較大的發展。根據設計變量的類型不同，結構優化已由較低層次的尺寸優化發展到較高層次的結構形狀優化，進而發展到更高層次的拓撲優化。優化算法也由簡單的準則法發展到數學規劃法，進而發展到遺傳算法等。在保證產品達到某些性能目標并滿足一定的約束條件的前提下，通過改變某些允許改變的設計變量，使產品的指標或性能達到最期望的目標，就是優化方法。

圖四 拓撲條件 為了可視化拓撲優化后結構力學特性，我們需要設置Analysis Settings里的Output Controls的屬性： Export Design Properties:當上游靜態結構或模態分析系統時，此屬性可用于結構優化分析，可以在與上游分析相對應的結構優化分析中創建變形、應力、應變等結果，能夠檢查優化設計的機械行為，在這里我們選用All Accepted

02 ccxShapeOpt結構形狀優化APP CalculiX是一個對標著名非線性結構分析商軟ABAQUS的免費、開源的3D結構非線性分析程序【3】?；谖覀儸F有的定制應用開發框架，ccxShapeOpt APP的前處理頁面中集成了CalculiX-cae【4】，目的是快速、準確無誤地生成求解器輸入文件，其以樹形結構的形式展現了CalculiX的求解器輸入文件，如下圖所示。

隨著計算機的發展，結構優化算法取得了較大的發展。根據設計變量的類型不同，結構優化已由較低層次的尺寸優化發展到較高層次的結構形狀優化，進而發展到更高層次的拓撲優化。優化算法也由簡單的準則法發展到數學規劃法，進而發展到遺傳算法等。在保證產品達到某些性能目標并滿足一定的約束條件的前提下，通過改變某些允許改變的設計變量，使產品的指標或性能達到最期望的目標，就是優化方法。

隨著計算機的發展，結構優化算法取得了較大的發展。根據設計變量的類型不同，結構優化已由較低層次的尺寸優化發展到較高層次的結構形狀優化，進而發展到更高層次的拓撲優化。優化算法也由簡單的準則法發展到數學規劃法，進而發展到遺傳算法等。在保證產品達到某些性能目標并滿足一定的約束條件的前提下，通過改變某些允許改變的設計變量，使產品的指標或性能達到最期望的目標，就是優化方法。

image_process=/format,webp" data-initial-src="https://img.jishulink.com/static/web/youku-case.png"> </jsk> </div><h2>如何開展結構拓撲優化分析？</h2><p>本文以一個C型夾的結構拓撲優化案例來演示基本拓撲優化定義流程，結構受力工況如下圖所示。

關鍵詞：Abaqus；拱橋；拓撲優化；三維有限元拓撲優化適合用于對不確定結構進行最優設計。一方面，此方法的靈活性要優于其他方法，因為它支持將任意形狀輸出作為結果。另一方面，結果并非總是直接可行。因此，拓撲優化常用在最初階段，方便指導后續設計。實際操作時，我們將人為定義一個密度函數，幾何內各點處的值介于 0 和 1 之間。在結構力學仿真中，我們希望最大化梁的剛度。

當然不是，剛度性能提升是要滿足結構最優化設計原則，即通過結構優化設計來提升材料有效利用率，而不是靠粗暴地堆疊材料來提升剛度性能。在提升剛度性能時還要考慮輕量化要求，只有通過結構優化設計才能夠在滿足剛度性能要求時，同時滿足動力經濟性的要求。 結構優化包括拓撲優化、形狀優化等方法在優化車身性能中具有非常重要的作用。拓撲優化可以合理優化材料分布，識別車身結構薄弱點。

采用有限元分析法研究在靜力情況下支架部件的受力情況，找到結構設計優化點。通過NX Nastran仿真對顯微鏡支架結構建模進行驗證，對顯微鏡支架部件結構強度和剛度進行校核，判斷結構設計的可靠性。依據仿真結果對顯微鏡支架的優化表明，優化后最大綜合應力減小3.403，最大應變位移減小0.078。在滿足結構穩定性的前提下，優化后支架質量減少8.5%，滿足輕量化設計需求。

從圖5可以看出，在單拉、雙拉和平面拉伸工況下，采用Ogden 4階模型的橡膠材料的應力-應變擬合曲線與試驗曲線的重合程度均較高，即本工作分析錐形彈簧的載荷特點而確定的橡膠材料的本構模型擬合參數精度較高，達95%以上，有助于進行錐形彈簧的結構優化。 2. 3 錐形彈簧的有限元仿真分析及結構優化 運用Abaqus軟件對錐形彈簧進行仿真分析以指導其結構優化。

關鍵詞：復合材料機翼結構布置；布置優化；加筋壁板優化；Hypersizer引言 機翼結構設計是飛機總體設計中的重要組成部分，當 前大型民用飛機機翼重量約占使用空機重量的 20%~30%。 對于民機而言，飛機結構減重對減小輪檔油耗、降低運營 成本、提升飛機市場競爭力具有重要意義。

針對不合格工況，需要在重量不變的情況下，進行結構優化達到目標值。③ Abaqus提供的拓撲優化，形貌優化，起筋優化，尺寸優化均可進行設計優化。本文將介紹起筋優化和尺寸優化。

優化問題的目標是整體結構的剛度最大，實現方法是使整體結構的總應變能最小，約束包括體積約束和設計變量的上下限約束。結構桿件的初始橫截面是通過體積約束確定的。算法的優化列式如下：圓環優化的命令流如下（收費內容，也可以聯系qq：290539594）.

圖2 電子芯片散熱結構的自動化優化設計流程圖 圖3 AIPOD優化流程搭建示意圖，只需要簡單的流程搭建即可開始優化 1.基于參數化建模方法，有助于AIPOD優化方案的實時驗證、評估和方案迭代，保證優化方案的可行性；2.基于AIPOD的自動化優化流程，可以有效減少用戶手動操作的過程，基于優化算法的自動尋優也有助于發現新的散熱結構設計方法； 3.基于AIPOD中集成的智能優化算法

基于此，本文在該影響因素分析結果下，對盤形軋制結構的關鍵零件進行優化分析，即對螺桿結構進行優化。15 mm和5 mm螺距的螺桿仿真分析結果如圖3所示。