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Hyperworks Optistruct形貌优化分析注意事项

2019年11月17日 CAE 阅读 2,635 views 次

在Hyperworks Optistruct中使用关键字DTPG来定义形貌优化设计变量的相关参数,在Hyperworks Optistruct中进行形貌优化时应注意以下事项:

(1)利用加强肋的最小宽度和拔模角决定形状变量的几何。下图所示为一个单向垂直于可设计单元平面的形状变量的横截面。肋的顶部是平的,该平面横跨直径为最小肋宽度参数的圆。肋边减少的角度等同于起筋角参数。

(2)缓冲区是用于控制如何处理设计区与非设计区之间交界面的参数。如果激活,则OptiStruct将形状变量放置在离非设计单元足够远的位置,从而保证合适的肋宽和起肋角。如果非激活,在肋和非设计单元之间的边界将有个突然的过渡。在由于边界遗漏参数而忽视的任何节点周围都会有一个缓冲区。在设计区与非设计区单元之间是否有缓冲区过渡的对比如下图所示。

(3)可强迫施加关于一个、两个或三个平面对称的形貌优化。推荐为对称的模型和载荷情况定义中间平面,因为如果不强迫,则自动生成的变量可能不对称。对称的网格不是必须的, OptiStruct将会产生关于中间平面接近相同的变量。如果中间平面两个边的网格大小不同,则 OptiStruct将把中间平面的正向创建的变量映射到另外一边,但不在中间平面的负向创建变量,不会与正向重叠在一起。中间平面的正向就是第一向量和第二向量的向量积指向的。

(4)可在卡片DPTG中定义变量模式组。 OptiStruct将基于从field20中选出的模式类型生成形状变量。对于1-14的变量模式组类型,只需定义第一向量和固定点。对于20及以上的变量模式组类型,只需定义固定点、第一向量和第二向量。如果需用一节点定义第一向量,则法向向量将开始在固定点,朝向给定节点如下图所示。对于第一向量,第二向量或固定点可能需要节点或x、y、z数据,也可能是混合的(就是说可能通过节点确定固定点,通过x、y、z数据确定第一向量,反之亦然)。

在OptiStruct中,对于形貌优化非常有用的特征是在简单模式中自动生成形状变量。在很多情况下,由于加工约束或避免在形状优化时单元崩溃的风险,需要在符合需求形状的模式中创建形状变量。在基础形貌优化(TYP=0)中, OptiStruct创建圆形的形状变量。OptiStruct包含不同的形状变量模式库,可从DTPG卡片中的TYP参数处获得。

通过捕捉节点或在栏22、23和24定义的向量,使其投影到平面1,确定出第二向量。如果使用节点定义第二向量,则第二向量从固定点指向投影节点。如果使用向量定义第二向量,则投影向量的基点位于固定点。第二向量是平面2的法向,如图下图所示。

平面3由平面1和平面2的法向共同决定,如图下图所示。

(5)对于OptiStruct支持的模式列表,请查看帮助文档Pattern Grouping Options相关内容。

(6)模式重复允许关联设计域中的相似区域,使得产生相似的拓扑分布。通过定义Master和Slave区域来实现。一个DTPL卡片应该只包含一个MASTER标记或SLAVE标记。在包含SLAVE标记的任何DTPL卡片中不能导出加强筋参数。对于Master和Slave域都需要定义由标记 COORD描述的模式重复坐标系。为使用对称,坐标系可能是左手定则或右手定则的笛卡儿坐标系。坐标系可以通过下面列出的按照优先顺序排列的两种方法来定义。

>定义4点,利用下面这些点来定义坐标系(它是定义左手定则坐标系的位移方法)。

√从固定点指向第一点的向量定义为x轴;

√第二点位于xy平面,表明了y轴正向;

√第三点定义z轴正向。

>定义直角坐标系和一个固定点。如果只定义了一个固定点,则假定使用全局坐标系。

多个Slave可参照相同的Master,可为Slave区域定义缩放系数,允许调整Master的布局。

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