三角支架的拓扑优化 - ANSYS Workbench

拓扑优化是一种数学方法，它通过满足先前建立的给定约束并最小化预定义的成本函数，在空间上优化定义域内材料的分布。本教程的主要目的是通过拓扑优化优化三角支架的材料密度并将其降低 50%。

第 1 步：概述

第 2 步：分析程序

作为第一步，对三角支架进行了分析，以获得最大变形、最大应力（关注点）和最小安全系数。

作为第 2 步，实施了结构（拓扑）优化分析以降低材料密度。

最后一步，在 SpaceClaim 上对优化的几何结构进行了重新设计并再次进行了分析。

第 3 步：工程数据（材料模型）

本教程中使用了默认材质 Structural Steel：

第 4 步：几何图形（SpaceClaim 模型）

SpaceClaim 上设计的三角形支架如下所示：

步骤 5：网格划分操作（默认几何）

已创建单元尺寸为 0.6mm 的默认网格：

对关注点（具有最大应力的区域）的网格细化进行了细化，直到两个相邻节点之间的应力值差小于 10%。

对目标点的第一次优化已实现为球体半径为 1.5 毫米、元素尺寸为 0.11 毫米的物体尺寸/影响球体尺寸：