ANSYS教程二

ANSYS

教程二

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拓扑优化

拓扑优化

什么是拓扑优化？

拓扑优化是指形状优化，

有时也称为外型优化。

拓扑优化的目标是寻找承受单载荷或

多载荷的物体的最佳材料分配方案。这种方案在拓扑优化中表现为“最大刚度”设计。

与传统的优化设计不同的是，

拓扑优化不需要给出参数和优化变量的定义。

目标函数、

状态变量和设计变量（参见“优化设计”一章）都是预定义好的。用户只需要给出结构的

参数（材料特性、模型、载荷等）和要省去的材料百分比。

拓扑优化的目标――目标函数――是在满足结构的约束（

V

）情况下减少结构的变形能。减

小结构的变形能相当于提高结构的刚度。

这个技术通过使用设计变量

（

i

）

给每个有限元的

单元赋予内部伪密度来实现。这些伪密度用

PLNSOL

，

TOPO

命令来绘出。

例如，给定

V=60

表示在给定载荷并满足最大刚度准则要求的情况下省去

60%

的材

料。图

2-1

表示满足约束和载荷要求的拓扑优化结果。图

2-1a

表示载荷和边界条件，图

2-2b

表示以密度云图形式绘制的拓扑结果。

图

2-1 

体积减少

60%

的拓扑优化示例

如何做拓扑优化