基于Abaqus/CAE的結構優(yōu)化

將結構優(yōu)化納入Abaqus/CAE模型需要以下步驟：

l您創(chuàng)建了一個可以優(yōu)化的Abaqus模型。例如，設計區(qū)域必須只包括受支持的元素和材料。請參見創(chuàng)建Abaqus優(yōu)化模型。

l你創(chuàng)建一個優(yōu)化任務。請參閱創(chuàng)建和配置優(yōu)化任務。

l你創(chuàng)造設計響應。請參見設計響應。

l您使用設計響應來創(chuàng)建目標函數和約束。見目標和約束。

您創(chuàng)建了一個優(yōu)化過程，并提交它進行分析。請參閱什么是優(yōu)化過程?。

基于優(yōu)化任務和優(yōu)化過程的定義，優(yōu)化模塊選代地：

l準備設計變量(單元密度或表面節(jié)點位置)并更新Abaqus有限元模型，以及

l執(zhí)行Abaqus/Standard分析

這些迭代或設計周期會持續(xù)到：

l達到最大設計循環(huán)數，或

l達到規(guī)定的停止條件。

圖1顯示了Abaqus和優(yōu)化過程的相互作用。

圖1：優(yōu)化過程中的用戶操作和自動化的Abaqus/CAE操作。

拓撲優(yōu)化

拓撲優(yōu)化從初始設計(原始設計區(qū)域)開始，初始設計還包含任何規(guī)定的條件(例如邊界條件和載荷)。優(yōu)化過程通過改變初始設計中元素的密度和剛度來確定新的材料分布，同時繼續(xù)滿足優(yōu)化約束，例如區(qū)域的最小體積或最大位移。此外，您還可以應用大量制造約束，以確保可以使用標準生產流程(如鑄造和沖壓)創(chuàng)建建議的設計。您還可以凍結選定區(qū)域并應用成員大小、對稱性和耦合約束。

圖2顯示了在17個設計周期中汽車控制臂的拓撲優(yōu)化的進展。優(yōu)化的目標函數是使臂架各單元的最大變形能最小，從而使臂架的結構剛度最大。約束是強制

優(yōu)化，使體積比初始值減少57%。在優(yōu)化過程中，在臂的中心的元素的密度和剛度降低，使元素，實際上，“刪除”的分析。但是，這些元素仍然存在，如果它們的密度和剛度隨著優(yōu)化的繼續(xù)而增加，它們可以在分析中發(fā)揮作用。幾何限制會強制最佳化建立可從模具鑄造和移除的模型-“最佳化”模組無法建立空洞和底切。

圖2：一個拓撲優(yōu)化的級數。

在汽車操縱臂拓撲優(yōu)化中，給出了一個應用拓撲優(yōu)化的實例。該示例包含一個Python腳本，您可以從Abaqus/CAE運行該腳本來創(chuàng)建模型并配置優(yōu)化。

溫馨提示：

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