Optistruct優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)實(shí)例

　　實(shí)際中，經(jīng)常把拓?fù)鋬?yōu)化和形貌優(yōu)化相結(jié)合。即在一個(gè)優(yōu)化問題中，同時(shí)有兩種變量：單元密度變量和節(jié)點(diǎn)擾動(dòng)形成的形狀變量。

　　優(yōu)化描述為：

　　◎優(yōu)化目標(biāo)：最小化單元應(yīng)變能;

　　◎優(yōu)化約束：質(zhì)量分?jǐn)?shù)(0.3～1.0);

　　◎優(yōu)化變量：單元密度變量和通過節(jié)點(diǎn)擾動(dòng)形成的形狀 變量。

　　優(yōu)化的結(jié)果，如圖7所示。

　　5.結(jié)果的導(dǎo)出

　　優(yōu)化的結(jié)果可以導(dǎo)出幾何格式，從而指導(dǎo)設(shè)計(jì)人員進(jìn)行設(shè)計(jì)。使用OSSmooth工具，導(dǎo)出stl格式的文件，如圖8所示。

　　6.改進(jìn)結(jié)果的比較

　　根據(jù)優(yōu)化的結(jié)果進(jìn)行抽象，新結(jié)構(gòu)如圖9所示。兩種結(jié)構(gòu)下的應(yīng)力對比如圖10所示，可知優(yōu)化后，斷裂處應(yīng)力值減小了55.6%。

　　三、橡膠套的自由形狀優(yōu)化

　　1.問題說明

　　一款發(fā)動(dòng)機(jī)上的減震套發(fā)生破壞，初步斷定破壞是受扭矩所導(dǎo)致?，F(xiàn)在采用自由形狀優(yōu)化來對結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。

　　2.自由形狀優(yōu)化說明

　　形狀優(yōu)化是通過結(jié)構(gòu)形狀的改變，得到結(jié)構(gòu)的最佳形狀，以達(dá)到減小應(yīng)力集中、增加結(jié)構(gòu)剛度等目的。在形狀優(yōu)化問題中，需要定義形狀變量的修改及節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)，以反映形狀 的改變。通過HyperMorph可以建立形狀優(yōu)化需要的變量。

　　而自由形狀優(yōu)化的基本思想與其他形狀優(yōu)化技術(shù)有所不同，其外部邊界節(jié)點(diǎn)的移動(dòng)由軟件自動(dòng)確定。