在Hypermesh新界面中进行尺寸优化分析的详细流程
本文通过一个汽车纵梁连接模型介绍在Hypermesh新界面中进行尺寸优化分析的基本流程。
1、模型介绍(文尾附模型文件下载)
所使用模型如下图所示,模型分为两个部分,大的纵梁部件名称为rail,对应名称为rail的PSHELL单元属性,连接件部件名称为tube,对应名称为tube的PSHELL单元属性。

使用rigid连接纵梁两个端头的节点,并约束其6个自由度。使用rigid连接连接件端头的节点,并在刚性连接节点上创建两个载荷,一个是X方向的载荷Load_X,一个是Z方向的载荷Load_Z,大小均为10000N。
创建两个静力学分析载荷步loadstep,Force_X和Force_Z,载荷分别选择Load_X和Load_Z,约束均为纵梁两个端头的固定约束。创建好的载荷、载荷步如下所示。在Hypermesh新界面中进行静力学分析设置的详细方法可参考文章《在Hypermesh新界面中进行拓扑优化分析》。

本优化以这两个部件的壁厚作为设计变量,约束是力施加节点的位移,优化目标是整个部件的体积最小。通过Hypermesh(新界面)进行前处理,使用Optistruct求解器进行优化分析,最终通过HyperView查看优化结果。
2、创建尺寸设计变量
在Optimize工具栏中点击Size命令按钮打开Create Design Variable创建设计变量对话框。增量移动值Move Limit设置为0.1,初始值Initial Value设置为1,上下限分别设置为5和0.1.创建第二个名称为rail的尺寸设计变量,步骤及设置值同上。

在Optimize工具栏中点击Size命令右上角的Property Relationships命令按钮,打开Create Design Variable Relation创建设计变量关系对话框。在名称中输入tube_th,Type选择PSHELL,在Property ID中选择名称为tube的单元属性,在List of Design Variables中选择名称为tube的设计变量,将上面创建的单元属性和设计变量关联到一起。同样创建名称为rail_th的设计变量关系,将上面创建的rail单元属性和相应的设计变量关联到一起。

3、创建响应
在Optimize工具栏中点击Responses命令打开Create Optimization Response创建优化响应对话框。创建名称为volume的体积响应,Response type选择volume,Property Type设置为total.

同上创建名称为X_Disp的位移响应,Response type选择static displacement,在List Of Nodes中选择下图所示的力的施加节点,位移选择dof1.同样创建名称为Z_Disp的位移响应,节点仍然选择上述节点,位移选择dof3.

4、创建约束
