Hyperworks/Optistruct默认采用正交惩罚材料密度法（SIMP）求解拓扑优化问题，基于SIMP法的结构单工况静态拓扑优化数学模型如下：其中，x是设计区域内的单元相对密度；N是设计区域内节点总数；C是结构整体柔度；F、K、U分别是结构的载荷矩阵、刚度矩阵、位移矩阵；ue、ke、ve分别为单元节点的位移矢量、刚度矢量、单元体积。在Hyperwor...
Hyperworks/Optistruct静态单目标拓扑优化的数学模型及分析流程
在Hyperworks OptiStruct中使用CWELD单元进行焊点拓扑优化
本文通过使用CWELD单元进行焊点拓扑优化介绍在Hyperworks OptiStruct中进行一维拓扑优化的方法。本文所使用模型为Hyperworks OptiStruct帮助文件模型hut.hm，如下图所示。优化的目标是在3种载荷工况下加权应变能最小，焊接单元优化后的体积分数不能超过 0.3，设计空间为焊接单元区域。1、定义设计空间在命令页面中依次单击Analysis - opt...
在Hyperworks OptiStruct结构拓扑优化中添加拔模方向和对称约束
为了制作的方便和结构的美观，有时在进行结构拓扑优化时需要约束结构的拔模方向或将结构约束为对称结构。下面以汽车控制臂的轻量化设计为例，介绍下在Hyperworks OptiStruct结构拓扑优化中添加拔模方向工艺约束和对称工艺约束的基本步骤。关于在OptiStruct中进行汽车控制臂的轻量化设计的详细方法可参考本站文章《利用Hyperworks OptiStruct...
Hyperworks OptiStruct结构拓扑优化的拔模方向工艺约束
对于铸造件，或者机加工件，必须考虑制造加工过程中的拔模，或者刀具的进出，因此，在拔模方向或刀具进出的方向上，不能有材料的阻挡。 拔模约束有单模和双模两种，施加拔模约束只需指定拔模方向即可。除了用于考虑具体的制造工艺约束外，拔模约束也适用于在实体表面产生加强筋结构。在Hyperworks OptiStruct中在Analysis页中通过面板Optimi...
Hyperworks OptiStruct结构拓扑优化的对称工艺约束
在Hyperworks OptiStruct结构拓扑优化中提供了对结构的对称工艺约束，对设计空间施加对称约束可以生成对称设计。即使是在网格、边界条件不对称的模型中，OptiStruct也可以强制生成非常接近于对称的结果。OptiStruct所支持的对称类型有：一平面对称（1-pln sym）、二平面对称（2-pln sym）、三平面对称（3-pln sym）、周向循环对称（cyclic）...
利用Hyperworks OptiStruct进行多工况优化设计——汽车控制臂的轻量化设计
本例采用Hyperworks OptiStruct对汽车控制臂进行轻量化优化设计，尽可能减小汽车控制臂所使用的材料。所采用的模型为Hyperworks OptiStruct的帮助文件模型carm.hm。优化问题描述如下：（1）目标：体积最小；（2）约束：工况1——载荷作用点的合成位移上限为0.05mm；工况2——载荷作用点的合成位移上限为0.02mm；工况3——载荷作用点的合成位移上...
Hyperworks OptiStruct增加优化设计结果的离散性
在文章《Hyperworks OptiStruct模态优化——利用加强筋提高汽车挡板的固有频率》中介绍利用Hyperworks OptiStruct进行模态优化以提高结构的固有频率时，采用了厚度优化法，将汽车挡板的厚度作为设计变量。那么分析结果是否大部分单元厚度聚集在1或0呢？如果很多单元处于中间密度（表现为中间厚度）那么需要调整离散参 数。DISCRETE（离散）参...
Hyperworks OptiStruct模态优化结果文件类型简介
在文章《Hyperworks OptiStruct模态优化——利用加强筋提高汽车挡板的固有频率》中介绍了利用Hyperworks OptiStruct进行模态优化以提高结构的固有频率。下面介绍下OptiStruct模态优化结果的文件类型。在优化结果文件的目录中常见的文件类型如下：（1）.hgdata：HyperGraph文科，包括每次迭代的目标函数、欠约束百分比及约束的数据；（2）.hi...
Hyperworks OptiStruct模态优化——利用加强筋提高汽车挡板的固有频率
本文将利用加强筋对汽车挡板进行初步加固设计，达到通过利用Hyperworks OptiStruct拓扑优化技术，在设计空间中布置加强筋的位置，以提高一阶模态固有频率的目的。所使用模型为Hyperworks 帮助文档中的模型sshield_opti.fem，如下图所示。有限元单元网格包含可设计材料（图中红色区域）和不可设计材料（图中蓝色区域）。优化问题描述如下：...
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
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...