链接变量的尺寸优化
文摘
2025-01-29 08:04
重庆
在汽车车身设计中，经常会遇到关于对称性的优化问题。例如，对于车身的对称零件，通常需要它们具有相同的厚度，以满足结构对称性的要求。OptiStruct可以通过属性关联来实现这种设计变量的同步变化。这意味着，如果两个零件在设计上是对称的，那么它们的厚度设计变量可以被链接起来，确保它们在优化过程中始终保持一致。具体来说，用户可以在OptiStruct中定义一个设计变量，并将其与特定零件的属性（如厚度）相关联。然后，通过使用设计变量链接（desvar link）功能，可以将一个设计变量设置为依赖于另一个设计变量。这样，当一个设计变量更新时，与之链接的设计变量也会自动更新，从而保持对称零件的属性一致性。在本教程中，您将对使用壳单元建模的焊接支架执行尺寸优化。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-4010/bracket_size.zip在本教程中，我们使用的是一个结构模型，它包含了施加的载荷和必要的约束。我们的目标是在保证结构在特定应力水平下性能的前提下，尽可能减少材料的使用。对于支架这样的对称结构，其两侧的厚度是相互关联的，这意味着在最优设计中，两侧的厚度应该是相等的。这样的设计不仅满足了对称性的要求，而且还能确保材料使用的最小化。
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您需要将结构模型加载到HyperMesh中。约束、载荷、材料属性和SUBCASE（Load Step）已在模型中定义。定义尺寸、设计变量和优化参数，然后OptiStruct软件确定最佳厚度。然后在HyperMesh中查看结果。Constraints：支架的最大von Mises应力< 100 Mpa。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。2.选择保存到工作目录的bracket_size.hm文件。 bracket_size.hm数据库被加载到当前的HyperMesh会话中，替换任何现有数据。1.在Analysis页面中，单击optimization面板。b)在initial value= 字段中，输入2.5。c)在lower bound= 字段中，输入1.0。d)在upper bound= 字段中，输入2.5。e)将移动限制切换设置为move limit default。f)将离散设计变量（ddval） 开关设置为no ddval。b)在initial value = 字段中，输入2.5。c)在lower bound = 字段中，输入1.0。d)在upper bound = 字段中，输入2.5。e)将移动限制切换设置为move limit default。f)将离散设计变量（ddval） 开关设置为no ddval。6.选择generic relationship子面板。a)在name = 字段中，输入part1_th。c)在props选择器下，选择Thickness T。 已创建设计变量属性关系part1_th，将设计变量part1与属性part1的PSHELL卡上的厚度数值相关联。a)在name = 字段中，输入part2_th。c)在props选择器下，选择Thickness T。已创建设计变量属性关系part2_th，将设计变量part2 与属性part2 的PSHELL卡上的厚度数值相关联。3.在dependent下，单击designvar=并选择part2。4.在独立下，单击designvars并选择part1。设计变量part2 现在线性依赖于设计变量part1。1.在Analysis页面中，单击optimization。1.在responses=字段中，输入volume。3.将regional selection设置为total和no regionid。5.在response= 字段中，输入stress1。9.在von mises下，选择both surfaces。5.创建另一个名为stress2 的static应力响应，该响应是为零部件part2 中单元的von Mises应力定义的。6.单击return返回Optimization面板。定义为objective的响应不能约束。在这种情况下，您无法限制响应量。要为响应stress1 和stress2 定义上限约束。a)在constraints= 字段中，输入stress1。b)选中upper bound旁边的框，然后输入100。c)单击response =并选择stress1。约束是值为100 的上限。该约束适用于SUBCASE STEP。a)在constraints= 字段中，输入stress2。b)选中upper bound旁边的框，然后输入100。c)单击response =并选择stress2。约束是值为100 的上限。该约束适用于SUBCASE STEP。5.单击return两次以退出Optimization面板。1.在菜单栏中，单击File>Save As>Model。2.在Save As对话框中，输入bracket_size.hm作为文件名，并将其保存到您的工作目录中。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bracket_size。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文件bracket_size.out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。bracket_size.hgdata：包含目标函数数据、百分比约束冲突和每次迭代的约束的HyperGraph文件。bracket_size.prop：OptiStruct属性输出文件，包含上次迭代中所有更新的属性数据，用于大小优化。 bracket_size.hist_dat：OptiStruct迭代历程文件，包含目标函数和冲突最严重的约束的迭代历程。可用于迭代历程的xy图。bracket_size.html：HTML报告，给出问题表述的摘要和最终迭代的结果。bracket_size.out：OptiStruct输出文件，包含有关文件设置、优化问题设置、运行所需RAM和磁盘空间量的估计值、所有优化迭代的信息以及计算时间信息。查看此文件，了解在处理bracket_size.fem文件时标记的警告和错误。bracket_size.sh：Shape文件进行最终迭代。它包含分析中每个单元的材料密度、空隙尺寸参数和空心方向角。此文件可用于重新启动运行。bracket_size.stat：包含有关用于完整运行的CPU时间的信息，以及用于读取输入模型、组装、分析、收敛等的CPU时间的分解。bracket_size.h3d：HyperView二进制结果文件。OptiStruct的尺寸优化结果在两个地方给出。bracket_size.out文件包含所有迭代的厚度和体积信息。bracket_size.h3d文件包含所有五次迭代的单元厚度，以及迭代0 和迭代3 的线性static分析的位移和应力结果。在此步骤中，您将查看所有结果。将首先检查HyperMesh二进制结果文件中包含的结果。然后，将查看bracket_size.out文件中的厚度历程记录。1.在OptiStruct面板中，单击HyperView。HyperView在HyperMesh Desktop中启动并加载结果文件。所有.h3d文件都会加载到HyperView的不同页面中。文件bracket_size_des.h3d和bracket_size_s1.h3d分别加载到第2 页和第3 页。第三页包含从bracket_size_s1.h3d文件加载的结果。页面名称显示为Subcase 1 - STEP以指示结果对应于SUBCASE 1。3.在Results工具栏上，单击 以打开Contour面板。4.将结果类型设置为Element Stress[2D & 3D] （t）和vonMises。5.将Averaging method设置为None。应该可以看到代表von Mises应力的云图。模型中的每个单元都分配了一个图例颜色，表示该单元由施加的载荷和边界条件产生的von Mises应力值。如果未更改Iteration步骤，则应绘制初始步骤的应力云图。要绘制最后一步的云图，请使用Model Browser设置该Load Case的最后一次迭代。7.在Results Browser中，从仿真列表中选择最后一个迭代。仅显示两个迭代;First和Last是优化运行的默认设置。要更改此设置，请添加频率设置为ALL的OUTPUT控制卡。![]()
现在，这将绘制该Load Case的最终迭代的云图。查看压力以查看它是否处于适当的约束下。2.将Result type设置为Element Thicknesses （s）。3.在Results Browser中，从Load Case和Simulation中选择Iteration 2。或者，您也可以在文本编辑器中打开bracket_size.prop文件，以查看两个零件的最终厚度。.out文件包含优化过程的摘要。从.out文件中的信息中，您可以看到目标、约束和设计变量如何从一个迭代更改为下一个迭代。
