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拓扑优化实例-轮毂的优化

2021-10-14 10:09| 查看: 11| 评论: 0

摘要: 拓扑优化实例-轮毂的优化 ANSYS Workbench的新版本集成了topology optimization模块,为用户的拓扑优化提供的很好的应用。 通过拓扑优化topology optimization模块的使用可以对拓扑有较好的理解,该模块拓扑优化可 ...
拓扑优化实例-轮毂的优化
ANSYS Workbench的新版本集成了topology optimization模块,为用户的拓扑优化提供的很好的应用。
通过拓扑优化topology optimization模块的使用可以对拓扑有较好的理解,该模块拓扑优化可以简单概括为一句话:如何在合适的位置去除确定的材料使用量,而相应的刚度变化影响最小。
本例以汽车轮毂为例,来确定轮毂的辐条形状。



1.建立模型
DM中可以建立1/5的轮毂模型,建立一个简单的三角形,由于优化主要是去除材料,故一般建立实体模型,如图所示

2.划分网格
该模型划分简单,直接划分成为相应的六面体,最好设置为单层网格,否则在厚度方向也会设置相应的优化



3.设置求解
拓扑优化分析需要有结构静力学分析,将结果读取到拓扑优化,进而设定相应的材料去除百分比,进行优化。
该分析先进行静力学分析,采用对称设置,内圆固定,外圆施加载荷1Mpa。静力学结果如果所示
后面设置拓扑优化,主要设置为优化的物体、优化的目标、优化约束,设置材料保留的百分比,计算即可




4. 结果
提取结果,可以查看最后的优化形状

5.将结果提取到spaceclaim,然后整理后重新结算结构来验证结果,扩展显示如下所示,和实际轮毂图片对比可见拓扑相似性很高

另外,网格划分的密度影响结果,边界条件的施加同样影响结果,所以需要综合考虑网格密度,施加受力位置等因素



以下为workbench 的计算源文件,包含三个分析,供参考

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