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Hyperworks OptiStruct结构拓扑优化的最小成员尺寸和最大成员尺寸工艺约束

2016年12月13日 CAE 阅读 4,048 views 次

1、最小成员尺寸工艺约束

最小成员尺寸是指优化结果中单元密度为1的区域的允许最小尺度。施加最小成员尺寸约束可以消除优化结果中细小的传力路径,保证结构最小尺度大于最小成员尺寸,从而得到比较均匀的材料分布,便于铸造过程的材料流动,或提供足够刚度便于刀具加工。

最小成员尺寸约束可以通过MIMDIM参数施加。一般来说,最小成 员尺寸要大于3倍的单元平均尺寸。

2、最大成员尺寸工艺约束

最大成员尺寸约束是指优化结果中单元密度为1的区域的各向尺度不能全部大于该尺寸。因此,最大成员尺寸约束可以消除优化结果中的材料堆积,避免制造过程引起的产品缺 陷(如在铸造过程中散热不均匀),并能提供多个传力路径,以提高产品可靠性。

最大成员尺寸约束可以通过MAXDIM参数施加。一般来说,最大成员尺寸要大于两倍的最小成员尺寸。

3、最小、最大成员尺寸面板卡片设置

最小、最大成员尺寸约束是在定义拓扑优化的设计变量时设置的。首先按正常的步骤在Analysis - Optimization - topology面板中选择create子面板创建拓扑优化的设计变量,详细步骤可参考本站文章《利用Hyperworks OptiStruct进行结构拓扑优化——C形夹结构优化设计》。然后选择parameters子面板将minmemb off或maxmemb off切换为mindim和maxdim,并设置最小、最大成员尺寸约束的值。一般来说,最小成 员尺寸要大于3倍的单元平均尺寸,如果模型网格比较整齐,可以是单元平均尺寸的2倍。最大成员尺寸要大于两倍的最小成员尺寸。下图所示为添加最小成员尺寸约束的面板,点击update对设计变量进行更新。

下图左侧为设置了最小成员尺寸约束的优化结果,右侧为没有添加任何约束的优化结果。

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