workbench三角板的拓扑优化知识讲解.docx

三角板的拓扑优化 一、有限元分析目的： 如图1所示三角板，A和B两个圆孔的内表面施加固定约束，另一个圆孔的内表面施加力：FX=15N，FY=5，对其进行拓扑优化分析，使其质量减少 45%，并做出拓扑优化 分析后的新模型，进行应力的变形分析。 三角板几何模型 二、原模型拓扑优化过程 1?几何模型 400 00 (mm) 2?网格划分 0 00 ￡50. KW SCO. CO 3 I TT5.DO AN瀝 vl2 单元个数为15450，节点个数为72159。 3.添加载荷和约束 4.求解结果 .Str?cHaT?l (USTS Pefi Typa m lL Z ■ E-3FH lLj an. 恤m 7i*e I 2aJ3-ID-2B L3 Q9 B. ￡9K-5 In 5.5?4i-5 4. I 3S81T 0. Uj SSfl.CO 血.时3 125.00 3T5 (0 总位移图：最大位移为 6.2914e-005 mm。 B： Sl?tir Str?ct%r?l UlST欝 Dix tc^L ftnL 2*4 F-at^BuLj 40. Typ* DLTtctLtMl Dif^raitaon ( I 思厲) Lina 1 rm 粗Ob显 C?f-dLRI.i：? Spit^rt Tih? I 30］：3-I0-2B IS. LI T. T3S5E 4彌】T 1 ^1e-5 1.1W5e-5 X方向位移图：2.9495e-005 mm B- Hia.ii4r ^irnritu-al! (U^TS) I^TIS vjJ.5tr#FF Type ses) Stress rsH^1 i ZO13-J0^2S J3：LD O. DlfllEZ u 0 on D.OJJfcSTT 0.CI32T5S m 010633 0 OKI L O.OK3BB9 ■- D CKHJUr 2. 253 *-5 fliin 应力图：最大应力为 1.9122e-002 MPa。 5.拓扑优化。 shape fin der，选择模型，在 shape fin der，选择模型，在 target reduction设置为45%，求解结果如下图 ￡ Sba.p-F Ojp-41 Bi x i ?■ Tyr? Pinder Wilf Z013-|(k2? J3：LZ Ma □□□ 三、三角板改进之后求解分析 1?几何模型 a. dc25D.OQSOD □□ In a. dc 25D.OQ SOD □□ In■: j 倍DO 3T5 CC 2?求解结果，查看位移和应力，如图 A: gdugsl Ta Ll Ii f-arnht i an Typt T?t41 Ttrfor*tl:i9n Ih it w tLfe* E 2tH3-3D-EB 33:2S B. ?OOe-5 Bu 5.卸E 5.ZI2SIHI-? t轴阳i-5 3.TZ32-5 E.罚 d-S 2 E338M-5 总位移图：最大位移为 6.7017e-005 mm。 B： Sl?lic SItueLw ■!i Eatl !■ f-ansik!: i an,Tyf? Dirtci LHril 1)中印但?打如(X Aks B： Sl?lic SItueLw ■! i Eatl !■ f-ansik!: i an, Tyf? Dirtci LHril 1)中印但?打如(X Aks s ) lhi.t w C46i： dLx.i.1.4 S]*l Lwi Tlb? b ^15-10-2? J3 S ■: 2. t?L5-S 2.063?^ I J . 3IBi-5 Q.SXh-C 5 8Z3S-6 2.]452*-ft -1 lis 32S D3 37^ Cd a.cc 2SD.OQ 900 DO IubI I 倍□□ 3T^ CO X方向位移图：3.1572e-005 mm B： 5t*liC StTactw k1 (UTrS 1^ii vb! in.1 Str-iTX Tjt? iti) Str-iii lhi.t Wi tl” E 2OI 3-3D-ZB 53: 2S 0』l时怕?x O.OiM-13 n. niwa Q.OI2243 D.aiKDa D.(MiLf? 0 006LW9 D.OCM104] 0 ?EO69i 应力图：最大应力为 1.8347e-002 MPa。 四、两组结果对比 项目 体积 质量 单元数 节点数 最大位移 最大应力 优化之前 7.67e+6 mn3 60.22 kg 15450 72159 6.29e-5 mm 1.9122e-002 MPa 优化之后 4.42e+6 mn3 34.69 kg 46448 73918 6.70e-5 mm 1.8347e-002 MPa