hypermesh之拓扑优化——c形夹优化

一、   拓扑优化

是指一种根据给定的负载情况、约束条件和性能指标，在给定的区域内对材料分布进行优化的数学方法，拓扑优化相对于尺寸优化和形状优化，具有更多的设计自由度，化方法主要有均匀化方法、变密度法、渐进结构优化法（ESO）以及水平集方法等。离散结构拓扑优化主要是在基结构方法基础上采用不同的优化策略（算法）进行求解，比如程耿东的松弛方。够获得更大的设计空间，是结构优化最具发展前景的一个方面，拓扑优化主要应用于概念设计阶段。

二、   hypermesh拓扑优化

hypermesh的拓扑优化步骤包含：1.建立几何模型；2.网格划分；3.建立几何材料；4.建立约束、载荷和输出；5.优化分析（设计变量（design variables）、响应（response）、目标函数objectivefunction、约束函数（constraint functions））。

三、   hypermesh拓扑优化实例

问题描述：

（1）D点的X,Y,Z自由度均为0；C点的Y自由度为0；E,F点的Z自由度为0。

（2）A,B点分别施加向上，向下的100N的集中力。

该C形夹的材料为钢材，弹性模量为200Gpa,泊松比为0.3，密度为7.85kg/m3.

希望对其进行拓扑优化设计，使得在满足：

节点A，B的Y方向位移小于0.07mm

的条件下，该结构的体积最小化。

（注：该问题来自于《基于HYPERWORKS的结构优化设计技术》，张胜兰等，机械工业出版社，2008，本文采用hypermesh14版进行了分析，摘自宋博士的博客，本人进行重复学习）

1.     建立几何模型；

​用的CROE3.0建立的几何模型，文字采用注解的方式。

2.网格划分；​

网格质量一般，还不够好！

2.     建立几何材料；

创建新的材料集，命名为steel，设置为各向同性材料，类型mat1，采用系统默认属性。

创建新的属性集如下图，即设置该属性集的名称为shells，它是2D的PSHELL单元，并且使用了上一步创建的钢材的材料属性；设置该单元的厚度为1mm。

可以在面板定义，也可以在属性里面定义，使用assign将材料赋予给模型。

​3.     建立约束、载荷和输出；

建立约束

建立分析步分析结果

​​建立分析步分析结果