ABAQUS拓?fù)鋬?yōu)化仿真案例

2017-03-29  by:CAE仿真在線  來源:互聯(lián)網(wǎng)

本文主要通過一個(gè)簡單案例來展示Abaqus/CAE中拓?fù)鋬?yōu)化的仿真分析操作流程。相應(yīng)的理論部分請查看上一篇文章《ABAQUS基礎(chǔ)介紹——結(jié)構(gòu)優(yōu)化》

一、問題描述

本案例無實(shí)際意義,只為拓?fù)鋬?yōu)化操作流程展示。部件為三角件,下部底角固定約束,上部頂角受垂直底邊外力20N,我們想通過拓?fù)鋬?yōu)化減少材料分布,并且最大化材料剛度,拓?fù)鋬?yōu)化中三角件三邊不能進(jìn)行改變。幾何模型如下:

二、建模與材料賦值

1)建立如上圖模型,具體尺寸無特殊要求,用戶可根據(jù)比例進(jìn)行創(chuàng)建。

2)建立材料屬性、界面屬性、賦值材料特性,材料屬性如下:

三、創(chuàng)建裝配體、部件網(wǎng)格劃分

1)將創(chuàng)建的部件添加進(jìn)裝配體。

2)分割實(shí)體,分割結(jié)果如下,綠色區(qū)域變?yōu)槲覀兺負(fù)鋬?yōu)化的設(shè)計(jì)區(qū)域(Design Area)。

3)通過Seed Part(部件布種),選擇合適的尺寸控制(Size Control),然后進(jìn)行網(wǎng)格劃分,網(wǎng)格劃分結(jié)果如下:

四、創(chuàng)建分析步

創(chuàng)建靜態(tài)線性攝動(dòng)分析步,結(jié)果如下圖:

五、創(chuàng)建約束

1)創(chuàng)建參考點(diǎn),如下如

2)創(chuàng)建圓柱內(nèi)表面與參考點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)耦合約束,創(chuàng)建過程及結(jié)果如下

六、創(chuàng)建載荷與約束

兩個(gè)底角參考點(diǎn)設(shè)置為固定約束,頂角參考點(diǎn)設(shè)定為Y方向20N外力,結(jié)果如下:

七、創(chuàng)建拓?fù)鋬?yōu)化

首先,切換到優(yōu)化模塊(Optimization Module)

1)點(diǎn)擊

Create Optimization Task),在彈出的創(chuàng)建優(yōu)化任務(wù)對話框選擇拓?fù)鋬?yōu)化(Topology optinimation),點(diǎn)擊Continue,選擇優(yōu)化區(qū)域(Design Area),點(diǎn)擊鼠標(biāo)中鍵確認(rèn)后,彈出Edit Optimization Task對話框,保持默認(rèn)設(shè)置,點(diǎn)擊OK,完成拓?fù)鋬?yōu)化任務(wù)的創(chuàng)建。

2)點(diǎn)擊

創(chuàng)建設(shè)計(jì)響應(yīng)(Create Design Response),彈出創(chuàng)建設(shè)計(jì)響應(yīng)對話框,選擇Single-term,點(diǎn)擊Continue,選擇whole model,彈出編輯設(shè)計(jì)響應(yīng)(Edit Design Reaponse)對話框,在變量(Variable)下選擇Strain energy,具體如圖所示,點(diǎn)擊OK后,完成應(yīng)變能(Strain energy)設(shè)計(jì)響應(yīng)。

同理,完成體積(Volume)設(shè)計(jì)響應(yīng)的創(chuàng)建。

3)點(diǎn)擊

創(chuàng)建目標(biāo)函數(shù)(Create Objective function),輸出名稱后(可接受默認(rèn)名稱),點(diǎn)擊Continue,彈出Edit Objective Function對話框,在name下選擇D-Response-1以設(shè)計(jì)響應(yīng)值應(yīng)變能最小化為目標(biāo)函數(shù)。如下圖

4)點(diǎn)擊

輸出名稱后(可接受默認(rèn)名稱),點(diǎn)擊Continue,彈出編輯優(yōu)化約束(Edit Optimization Constraint)對話框,選擇D-Response-1,將Volume設(shè)計(jì)響應(yīng)作為優(yōu)化約束,并選擇體積響應(yīng)初始值≤0.2,點(diǎn)擊OK,完成創(chuàng)建優(yōu)化約束。

5)點(diǎn)擊

創(chuàng)建幾何約束(Create Geometric Restriction),在彈出的對話框,選擇Frozen area(凍結(jié)區(qū)域),點(diǎn)擊Continue,選擇設(shè)計(jì)區(qū)域的三邊(選擇默認(rèn)選擇Regions,此時(shí)需切換到Faces) Done,彈出對話框,點(diǎn)擊OK,完成優(yōu)化幾何約束的創(chuàng)建。

八、創(chuàng)建優(yōu)化進(jìn)程,并提交運(yùn)行,查看運(yùn)行結(jié)果

1)切換到Job Modue,點(diǎn)擊

創(chuàng)建優(yōu)化進(jìn)行(Create Optimization Process),彈出對話框保持默認(rèn)設(shè)置,點(diǎn)擊OK,完成優(yōu)化進(jìn)程的創(chuàng)建,用戶可查看其它設(shè)計(jì)并結(jié)合Abaqus文檔進(jìn)行學(xué)習(xí)。

2)點(diǎn)擊

優(yōu)化進(jìn)程管理(Optimization Process Manager),彈出對話框點(diǎn)擊Submit,提交優(yōu)化進(jìn)程,點(diǎn)擊Monitor,進(jìn)行運(yùn)行監(jiān)測,查看運(yùn)行中出現(xiàn)的信息。

3)運(yùn)行完成后,點(diǎn)擊Result,查看優(yōu)化結(jié)果,第一幅為正面圖片,第二幅為背面圖片。

文章如有不妥之處,歡迎交流討論。

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