ANSYS拓扑优化命令流解释

如何利用 ANSYS进行拓扑优化 就目前而言，利用有限元进行优化主要分成两个阶段： （1）进行拓扑优化，明确零件最佳的外形、刚度、体积，或者合理的固有频率，主要目的是确定优化的方向； （2）进行尺寸优化，主要目的是确定优化后的的零件具体尺寸值，通常是在完成拓扑优化之后，再执行尺寸优化。 在 ANSYS中，利用拓扑优化，可以完成以下两个目的： （1）在特定载荷和约束的条件下，确定零件的最佳外形，或者最小的体积（或者质量）； （2）利用拓扑优化，使零件达到需要的固有频率，避免在使用过程中产生共振等不利影响。 1.ANSYS进行拓扑优化的进行拓扑优化的过程 在 ANSYS中，执行优化，通常分为以下 6个步骤： 1.1定义需要求解的结构问题 对于结构进行优化分析，定义结构的物理特性必不可少，例如，需要定义结构的杨氏模量、泊松比（其值在 0.1～0.4之间）、密度等相关的结构特性方面定义需要求解的结构问题，选择合理的优化单元类型 ，设定优化和非优化的区域 定义载荷步或者需要提取的频率对优化过程进行定义和控制，计算并查看结果的信息，以供结构计算能够正常执行下去。 1.2选择合理的优化单元类型，在 ANSYS中，不是所有的单元类型都可以执行优化的，必须满足如下的规定： （1）2D平面单元：PLANE82单元和 PLANE183单元； （2）3D实体单元：SOLID92单元和 SOLID95单元； （3）壳单元：SHELL93单元。 上述单元的特性在帮助文件中有详细的说明，同时对于2D单元，应使用平面应力或者轴对称的单元选项。 1.3指定优化和非优化的区域 在 ANSYS中规定，单元类型编号为 1的单元，才执行优化计算；否则，就不执行优化计算。例如，对于结构分析中，对于不能去除的部分区域将单元类型编号设定为≥2，就可以不执行优化计算，请见下面的代码片段： Et,1,solid92 Et,2,solid92 „„ Type,1 Vsel,s,num,,1,2 Vmesh,all „„ Type,2 Vsel,s,num,,3 Vmesh,all „„ 说明：上述代码片段定义相同的单元类型（solid92），但编号分别为 1和 2，并将单元类型编号1利用网格划分分配给了 1＃体和 2＃体，从而对其进行优化计算；而单元编号为2利用网格划分分配给了 3＃体，从而不执行优化计算。 1.4 定义载荷步或者需要提取的频率 4.1 线性结构静态分析 对于结构优化而言，其总是在特定的载荷（或者载荷步），约束和目标下进行的，在优化分析的过程中，必须执行线性结构静态分析，才能获得需要的优化之后的形...