基optistruct的復(fù)合材料優(yōu)化技術(shù)(編輯修改稿)
2025-06-09 23:38 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 化的基本思想是將尋求結(jié)構(gòu)的最優(yōu)拓?fù)?布局問題轉(zhuǎn)化為在給定的設(shè)計(jì)區(qū)域內(nèi)尋求材料最優(yōu)分布的問題。OptiStruct可以在給定的設(shè)計(jì)空間內(nèi)，在給定的載荷邊界條件下，找到滿足性能指標(biāo)的最佳的材料分布，從而確定出最佳的結(jié)構(gòu)形式。例如，在矩形設(shè)計(jì)空間內(nèi)，承受彎矩的最佳結(jié)構(gòu)樣式是工字型梁，承受扭矩的最佳結(jié)構(gòu)樣式是矩形管梁。圖2 最佳結(jié)構(gòu)樣式圖3 掛鉤的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)自由尺寸優(yōu)化利用拓?fù)鋬?yōu)化找出最佳的零部件結(jié)構(gòu)樣式后，根據(jù)該樣式初步設(shè)計(jì)出零件，然后進(jìn)行自由尺寸優(yōu)化。自由尺寸優(yōu)化適合于用殼單元建模的零件，對(duì)金屬零件而言，每個(gè)單元的厚度就是一個(gè)變量，其厚度可在某個(gè)范圍之間連續(xù)變化，如下圖所示：圖4 自由尺寸優(yōu)化的厚度變量自由尺寸優(yōu)化可以應(yīng)用到復(fù)合材料的優(yōu)化設(shè)計(jì)中。將復(fù)合材料建模為角度一定（0、4－490 etc.）的幾個(gè)超級(jí)層（相對(duì)于實(shí)際厚度很薄的單個(gè)鋪層而言），此時(shí)每個(gè)單元的每一超級(jí)層都是一個(gè)厚度變量，優(yōu)化后可以得到其最佳厚度。圖5 復(fù)合材料單元的不同角度超級(jí)層的厚度變量有了每個(gè)單元每個(gè)超級(jí)層的最佳厚度，就可以得到整個(gè)零件的每個(gè)超級(jí)層的厚度分布，例如，一端固定，另一端中點(diǎn)施加集中載荷的復(fù)合材料板，采用4種角度超級(jí)層建模，優(yōu)
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