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使用HYperworks Optistruct进行梁单元和壳单元的联合尺寸优化

2019年11月19日 CAE 阅读 2,378 views 次

在文章《在Hyperworks Optistruct中进行尺寸优化的流程》中介绍了在Hyperworks中使用Optistruct求解器进行壳单元厚度尺寸优化的方法。本文将介绍在Hyperworks中使用Optistruct求解器进行梁单元尺寸优化的方法,并联合壳单元进行整个模型的尺寸优化。所使用的模型为帮助文档碎纸机模型tutorials\hwsolvers\optistruct\shredder.fem.

优化问题如下:

√设计目标:总质量最小化。

√设计约束:横向震动频率高于6Hz;

√设计变量:梁的宽度、厚度、深度以及壳单元的厚度;

1、模态分析

为保证优化中定义的约束是合理的,在定义优化前先进行一次模态分析,来识别结构的响应。

由于实例模型所有的前处理工作已全部做完,直接进入Optistruct求解器,将run options设置为analysis,进行求解计算即可。

计算完成后查看前4阶的变形云图如下所示:

第3阶(3.96Hz)和第4阶(4.83Hz)模态结构的横向变形较大,特别是第4阶模态,结构的上部出现了横向扭曲。这种变形会影响到碎纸机的使用性能,因此模态优化目标是横向震动频率大于6Hz.

2、定义设计变量

该问题的设计变量是顶盖的厚度、梁的宽度、厚度和深度。

进入size(parameter)面板,选择desvar子面板。输入设计变量名称covethck,并进行如下设置:initial value=3.0, lower bound=1.0, upper bound=6.0。

同样创建另外4个设计变量,初始值、上下限设置如下:

3、将设计变量关联到壳单元

在size面板中选择genericrelationship子面板,名称输入covethck,系数C0设置为0,在prop中选择cover壳单元属性,确认属性选择为Thickness T,在designvars中选择上面创建的设计变量covethck,并将其后面的系数设置为1.

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