workbench三角板的拓扑优化.doc
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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
2.网格划分
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
总位移图:
最大位移为6.2914e-005mm。
X方向位移图:
2.9495e-005mm
应力图:
最大应力为1.9122e-002MPa。
5.拓扑优化。
施加载荷和约束和静力分析相同,点击左侧结构树中的shapefinder,选择模型,在targetreduction设置为45%,求解结果如下图
三、三角板改进之后求解分析
1.几何模型
2.求解结果,查看位移和应力,如图
总位移图:
最大位移为6.7017e-005mm。
X方向位移图:
3.1572e-005mm
应力图:
最大应力为1.8347e-002MPa。
四、两组结果对比
五、结论
通过以上表格和应力云图对比可知,更改设计后的模型质量(mass)比原来减少了42.39%(基本达到题目要求,由于更改几何模型的问题,没有达到题目所要求的45%),但最大应力和最大位移基本没变,因此减重优化后的模型强度依然满足要求,可以看出优化设计在逆向设计中也可以起到很好的指导作用,通过减重设计节约了材料,降低了成本。
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- workbench 三角板 拓扑 优化