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在Hyperstudy中集成Radioss求解器进行尺寸优化

2020年03月01日 CAE 阅读 685 views 次

本文介绍在HyperStudy中使用RADIOSS求解器对有限元模型进行尺寸优化。所使用模型在Hyperworks帮助文档tutorials\hst\HS-4220下,需要使用以下两个模型文件:

(1)boxbeam1_0000.rad:RadiossStarter File,包括有限元模型及边界条件的相关信息;

(2)boxbeam1_0001.rad:RADIOSS Engine File,包括求解控制及输出控制的相关信息。

优化目标是在满足内能不小于450和支反力小于75的两个约束条件下,最小化模型质量。模型的设计变量为模型中4个构件的厚度。4个厚度合并为两个设计变量,分别对应模型的两部分。壁厚的最小极限为0.5,最大极限为2.0,初始值为1.0。

1、定义优化模型

创建类型为Parameterized File的优化项目,将优化求解器设置为Radioss。在resource中指定boxbeam1_0000.rad为优化文件,并打开Editor对话框进行变量定义。查找关键字/PROP/SHELL。在关键字/PROP/SHELL中,可以通过标识Thick找到壳单元厚度定义的信息。在RADIOSS Block Format文件格式中,该参数是通过20个字节宽的固定栏位进行定义的。将/PROP/SHELL/1中的Thick定义为变量名称为t1的Templex格式设计变量,设置如下所示。

第1个和第2个部件采用相同的厚度值,因此将/PROP/SHELL/2中的Thick也设置为t1.

同样,将/PROP/SHELL/3和/PROP/SHELL/4中的Thick设置为变量名为t2的Templex格式设计变量,初始值为1,上下限分别为2.0和0.5,格式为%20.5f。

设置完成后点击OK,会在目录中创建名称为boxbeam1_0000.tpl的模板文件,点击Import Variables将模板文件导入到优化项目中。在Solver Input File中输入boxbeam1_0000.rad和boxbeam1_0001.rad两个文件,在求解器选项Solver inputarguments中输入${file} -both -noh3d求解参数。

将求解类型设置为Nominal Run,并运行一次初始计算。计算完成后会在文件夹approaches\nom_1\run__00001\m_1中生成时间历程文件boxbeam1T01,包括质量、应变能和支反力等信息,供后面的优化设计调用。

2、定义响应

单击Add Output Response,创建三个响应Energy、Force和Mass。在Energy中单击Expression后的按钮,打开HyperStudy- Expression Builder对话框。在DataSource中加载时间历程文件boxbeam1T01中的InternalEnergy向量数据并创建变量ds_1,在EvaluateExpression中输入表达式max(ds_1)求解时间历程中内能的最大值。

同样加载boxbeam1T01中1 RWALL1的FNZ-Z NARMAL FORCE,该向量位于Rigidwall/wall Force中创建Force响应,加载GlobalVariables中的Mass:MAG创建Mass响应。这两个响应也通过max函数求解时间历程中的最大值。最终定义的响应如下所示。

3、定义优化设计

创建优化设计,优化引擎选择ARSM。约束条件和目标函数定义如下。

提交优化计算,计算完成后可查看优化迭代过程和最终的优化结果。

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