使用optistruct对汽车控制臂进行晶格拓扑优化Phase1

文摘   2024-12-23 08:13   重庆  
在本教程中,您将学习如何使用DTPL卡设置基本的晶格概念级(第1阶段)优化,设置并查看与晶格优化相关的基本选项,以及设置基本的晶格微调(第2阶段)优化并查看结果。
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-3300/controlarm.zip
OptiStruct中的晶格优化是一个两阶段过程,用于创建从概念到详细最终设计的混合实体和晶格结构。第一阶段执行概念级拓扑优化,以最佳方式分割实体空间、空隙空间和中间空间,并创建晶格单元。第二阶段优化每个晶格元件的大小,以确定最终的优化结构。然后,可以手动重新解释完成的模型以适应许多不同的制造操作,包括但不限于3D打印。
Note:运行Lattice Optimization需要HyperWorks 13.0.210或更高版本。
图1.
优化问题可以表述为:
Geometry:控制臂,分为非设计和可设计component。
Load Case:控制臂端的垂直载荷(Z-)。
第1阶段:设计参考
在模型中,非设计区域围绕着承重点,如果没有设计空间,非设计区域是不连续的。这允许优化确定最有效的结构,以在整个结构中过渡载荷和应力。    
图1.
Model Browser显示已经设置了优化。
图2.
Objective:最小化柔度
Constraints:体积分数(0.3)
Design space:design PSOLID(5) 和Stress constraint(200)    
Responses:顺应性和体积分数
晶格优化与拓扑不同,拓扑是一种概念级优化,因为具有中等密度的单元将在数学上解释为固体、晶格或空隙,具体取决于您在设置阶段的设置。您将在文本编辑器中添加延续卡和参数,以将其从标准拓扑更改为晶格优化。
一、启动HyperMesh并设置OptiStruct用户配置文件
1.启动HyperMesh。
此时将打开User Profile对话框。
2.选择OptiStruct,然后单击OK。
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。
二、导入模型
1.点击File>Import>Solver Deck
导入选项卡将添加到您的选项卡菜单中。
2.对于File type,选择OptiStruct
3.选择文件图标。
此时将打开Select OptiStruct文件Browser。
4.选择保存到工作目录的controlarm.fem文件。
5.单击Open
6.单击Import,然后单击Close以关闭Import选项卡。
三、设置优化
1          

 

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3          

 

3.1将LATTICE Continuation Card添加到DTPL卡
1.从优化页面上的拓扑面板中,选择update子面板。
2.对于desvar =,输入dtpl并激活lattice optimization的复选框
这将为晶格优化提供其他参数。
3.对于lattice type=,选择1
4.激活复选框并输入相关参数。
图3.
5.点击update更新拓扑设计变量。
拓扑密度低于下限值的任何Element在阶段1结束时将被视为void,而拓扑密度高于上限的任何Element都将被视为完全实体。单元密度介于下限和上限之间的单元被视为多孔单元,并将在阶段1结束时被晶格单元取代。    
3.2添加DOPTPRM优化参数控制优化。
1.在更新子面板上的拓扑面板中,单击edit latparm以输入:
2.激活复选框并设置关联字段。
图4.
3.点击return退出晶格参数编辑器,点击update确保设计变量正确更新。
4.单击return退出拓扑面板。
四、使用OptiStruct运行优化
1.打开Compute Console(ACC)。
2.打开controlarm.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.fem文件。
5.检查优化的进展情况。确保优化完全收敛并且满足约束。
OptiStruct在输出文件的末尾提供了晶格优化及其对模型的影响的摘要。
图6.
由于应用了DOPTPRM、LATLB、CHECK,OptiStruct检查了直接一致性,因为去除了密度低于LB的单元。下降相对较小,这个LB可以被认为是一个不错的选择。    

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