焊点的拓扑优化-OS-T：2040
文摘
2024-11-09 08:02
重庆
OptiStruct的拓扑优化不仅限于结构特征的优化，它同样可以应用于connector的优化，例如焊点、焊缝和粘胶。这种优化对于确保结构的整体性能和减少不必要的连接至关重要。以焊点的优化为例，通过拓扑优化，可以确定每个焊点对结构整体性能的贡献度。在优化过程中，焊点的密度被作为设计变量，通过迭代过程，可以识别出那些对结构性能贡献较小的焊点，这些焊点可以被删除或重新分布，以减少连接的使用和制造成本，同时保持或甚至提高结构性能。例如，在车门焊点优化设计中，通过OptiStruct进行拓扑优化，可以在保持车门性能基本不变的前提下，减少焊点数量，降低焊接装配成本。此外，OptiStruct的迭代优化过程能够逐步减少焊点单元的数量，同时确保约束条件如模态、刚度等逐渐向目标值靠拢，最终实现结构性能的优化。通过这种方式，不仅可以减少焊点数量，还可以通过调整焊点的位置来优化结构的性能指标。在本教程中，您将进行1D拓扑优化。本教程中使用的模型是一个简单的焊接总成，焊点使用CWELD单元进行建模。在开始之前，请将本教程中使用的文件复制到您的工作目录。http://majorv.help.altair.com/minorv/simulation/tutorials/hwsolvers/optistruct/OS-T-2040/hut.zip 设计空间是点焊，本教程的优化目标是在三个Load Case中的加权柔度最小。焊接构件的体积分数限制在0.3。![]()
一、启动HyperMesh并设置OptiStruct用户配置文件这将加载用户配置文件。它包括相应的模板、宏菜单和导入阅读器，将HyperMesh的功能缩减为与生成OptiStruct模型相关的功能。 hut.hm数据库将加载到当前HyperMesh会话中，替换任何现有数据。3.1创建Topology Design variables1.在Analysis页面中，单击optimization。6.使用props选择器，选择PWELD_500。1.在Analysis页面中，单击optimization。a)在responses= 字段中，输入Volfrac。c)将区域选择设置为by entity和no regionid。d)使用props选择器，选择PWELD_500。a)在responses= 字段中，输入wcomp。b)在响应类型下方，选择weighted comp。c)单击loadsteps，然后选择所有Load Step。d)将SUBCASE200 和SUBCASE300 的加权因子更改为100。这增加了两种弯曲Load Case的影响，而扭转Load CaseSUBCASE1仍为1。5.单击return返回Optimization面板。2.在constraint= 字段中，输入volfrac。3.单击response =并选择Volfrac。4.选中upper bound旁边的框，然后输入0.3。6.单击return返回Optimization面板。5.单击return两次以退出Optimization面板。2.选中DISCRT1D =旁边的框，然后输入20.0。这只会增加密度法中一维单元的罚因子，以获得离散结果。3.选中OBJTOL =旁边的复选框，然后输入1.e-5。1.在Analysis页面中，单击OptiStruct。3.在Save As对话框中，指定写入OptiStruct模型文件的位置，并在文件名中输入hut_opt。对于OptiStruct求解器模型，建议使用.fem扩展名。input file字段显示在Save As对话框中指定的文件名和位置。6.将run options切换设置为optimization。7.将内存选项切换设置为memory default。OPTIMIZATION HAS CONVERGED.FEASIBLE DESIGN (ALL CONSTRAINTS SATISFIED).如果存在错误消息，OptiStruct还会报告错误消息。可以在文本编辑器中打开hut_opt.out文件，以查找有关任何错误的详细信息。此文件将写入与.fem文件相同的目录。在此步骤中，您将可视化新的点焊配置。为了对结果进行后处理，焊缝单元将按密度分类为不同的component。1.在菜单栏中，单击File>Run>Command File。2.在Open Command File对话框中，打开hut_opt.HM.comp.tcl输出文件。其中4 个焊缝位于DENS 0.9-1.0 component中;所有其他component都位于DENS 0.0-0.1 component中。3.要使用新的焊缝配置进行重新分析，请取消显示低密度component（DENS 0.0-0.1 到DENS 0.8-0.9），然后使用导出选项重新运行分析：在OptiStruct面板中设置为displayed。![]()
