使用optistruct对汽车控制臂晶格进行尺寸优化Phase2

文摘   2024-12-26 08:24   重庆  
第2阶段:设计微调
一、导入并查看模型
在第1阶段结束时,OptiStruct将从您的原始优化模型自动创建了一个新文件controlarm_lattice.fem。在这个模型中,密度低于LB的原始可设计空间单元被移除,UP以上的单元保持不变,介于两者之间的单元被晶格结构的梁单元(CBEAM) 所取代。
此优化的第二阶段将优化晶格结构中每个关节的半径,以确定需要材料的位置。必要的设计变量(DESVAR)和设计变量属性关系(DVPREL1)以及应力约束都会自动创建。在许多情况下,模型可以按原样运行,但始终建议查看优化设置。
1.点击File>Import>Solver Deck
2.选择controlarm_lattice.fem文件。
3.单击Open
4.查看模型。
a)Deck的开头显示新文件保留了您的原始目标,但添加了一个新的优化参数,指示此尺寸优化是晶格结构优化的第2阶段。
图1.
b)OptiStruct插入了CBEAM单元,这些单元表示新的晶格材料。    
图2.
c)每个CBEAM Element都有自己的PBEAM属性定义。
d)多个CBEAM单元之间的每个接头都有一个为其创建的设计变量。
图3.    
e)创建设计变量属性关系(DVPREL1),这些关系将属性与其关联的设计变量相关联,以便在第二阶段进行尺寸优化。这些内容后面是响应、约束条件和目标。
Note:在尺寸优化阶段,原始模型中的体积分数响应已被总体积取代,现在总体积将被最小化,并添加了一个新的响应,将晶格区域中的von Mises应力约束到200。这是根据第一阶段中LATTICE continuation card的最后一个字段中的值创建的。
图4.
图5.    
5.关闭controlarm_lattice.fem文件。
二、运行优化
1.打开Compute Console(ACC)。
2.在Input file(s) 字段中,加载controlarm_lattice.fem文件。
3.单击Run运行优化。
4.优化完成后,在文本编辑器中打开controlarm_lattice.fem文件以查看有关优化运行的关键信息。
5.验证优化是否完全收敛,以及是否满足约束。
图7.
晶格惩罚的差异(低于1.8,由优化参数设置)导致最终阶段1模型的柔度与初始阶段2模型的柔度不同。这种柔度差异还受到阶段2模型中保留的实体单元的影响,这些实体单元恢复了其全部密度/刚度。因此,对晶格优化进行后处理要求您分析阶段1最终优化柔度和阶段2初始柔度计算之间的模型柔度变化,并在阶段2结束时再次分析。
6.打开Compute Console(ACC)。
7.加载controlarm_lattice_optimized.fem文件。
8.单击Run进行验证。
由于优化在上次优化后删除了小半径的CBEAM单元,因此应根据controlarm_lattice_optimized.fem文件(OptiStruct提供的优化结构分析)确认上次优化运行的合规性。
9.比较controlarm_lattice.outcontrolarm_lattice_optimized.out文件之间的最终合规性。
图9.优化运行的最终合规性    
图10.分析模型的最终合规性
三、对结果进行后处理
1.打开HyperMesh Desktop。
2.将文件controlarm_lattice_optimized.fem导入到新会话中。
3.在可视化工具栏上,从1D Element表示菜单中,选择1D Detailed Element Representation
显示模型中应用了半径的CBAR Element。
图11.优化的实体/晶格模型视图    
图12.优化的晶格/实体模型的前视图,显示了CBAR半径的变化
4.在新的HyperView会话中,加载文件controlarm_lattice_s1.h3d
5.编辑可视化选项。
a)在菜单栏中,单击Preferences>Options
b)Options对话框中,选择Visualization部分。
c)选择Enable Element Marks
d)将BAR表示形式设置为Cylinder
e)在Size of mark(model %)中,输入0.125
f)单击Apply
g)单击OK    
图13.
6.在Results工具栏上,单击 以打开Contour面板。
7.将类型设置为CBAR/CBEAM Stresses(ROD)
8.将Subtype设置为NORMAL S1N(A)
9.单击Apply
对梁单元的可视化进行了云图显示。
图14.迭代0(初始尺寸设计)    
图15.最后一次迭代(Final Design)
         

 

   

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