ANSYS

拓扑优化命令流解释

如何利用

ANSYS

进行拓扑优化

就目前而言，利用有限元进行优化主要分成两个阶段：

（

1

）进行拓扑优化，明确零件最佳的外形、刚度、体积，或者合

理的固有频率，主要目的是确定优化的方向；

（

2

）进行尺寸优化，主要目的是确定优化后的的零件具体尺寸值，

通常是在完成拓扑优化之后，再执行尺寸优化。

在

ANSYS

中，利用拓扑优化，可以完成以下两个目的：

（

1

）在特定载荷和约束的条件下，确定零件的最佳外形，或者最

小的体积（或者质量）；（

2

）利用拓扑优化，使零件达到需要的固有

频率，避免在使用过程中产生共振等不利影响。

1.ANSYS

进行拓扑优化的进行拓扑优化的过程

在

ANSYS

中，执行优化，通常分为以下

6

个步骤：

1.1

定义需要求解的结构问题

对于结构进行优化分析，定义结构的物理特性必不可少，例如，

需要定义结构的杨氏模量、泊松比（其值在

0.1

～

0.4

之间）、密度等

相关的结构特性方面定义需要求解的结构问题，选择合理的优化单元

类型，设定优化和非优化的区域定义载荷步或者需要提取的频率对优

化过程进行定义和控制，计算并查看结果的信息，以供结构计算能够

正常执行下去。

1.2

选择合理的优化单元类型，在

ANSYS

中，不是所有的单元类

型都可以执行优化的，必须满足如下的规定：

（

1

）

2D

平面单元：

PLANE82

单元和

PLANE183

单元；

（

2

）

3D

实体单元：

SOLID92

单元和

SOLID95

单元；

（

3

）壳单元：

SHELL93

单元。上述单元的特性在帮助文件中有

详细的说明，同时对于

2D

单元，应使用平面应力或者轴对称的单元选

项。

1.3

指定优化和非优化的区域

在

ANSYS

中规定，单元类型编号为

1

的单元，才执行优化计算；