ANSYS拓扑优化实例 如下图所示的长方体,受到一个1000N的集中载荷,四周为固定端,弹性模量为E=2e11,泊松比为0.3。
1. 设定分析作业名
从实用菜单中选择Utility Menu:File>Change Jobname 命令,将打开Change Jobname对话框,如图 所示,输入example of topology单击OK。
2. 设定分析标题
从实用菜单中选择Utility Menu:File>Change Title 命令,将打开Change Title对话框,如图 所示,输入single-load example of topo单击OK。
3. 定义单元类型
(1)从主菜单中依次选择Main Menu:Preprocessor-Element Type-Add/Edit/Delete命令将打开Element Type(单元类型)对话框。
(2)单击Add,将打开Library of Element Type ,选择Solid95,依次单击Apply、OK。如下图所示,单元类型对话框将会出现两个单元类型(拓扑优化只优化单元类型为1
(Type1)的部分)。 (3)单击Close,完成设置。
4. 定义材料属性
(1)从主菜单中选择Main Menu:Preprocessor-Material Props-Material Models将打开 Define Material Model Behavior(定义材料属性)窗口,左窗口Material Model Number 1。 (2)依次在右窗口双击Structural>Linear>Elastic>Isotropic, 给出弹性模量EX=2e11和泊松比PRXY=0.3。
(3)单击OK回到Define Material Model Behavior(定义材料属性)窗口,关闭窗口完成设置。
5. 创建几何模型
由于体的一部分不作优化,所以划分网格时,会要求不同部分选择不同的单元类型。为方便起见,建模时先建两个体,再用布尔运算的Glue连接两个体,之后再划分网格。 (1) 创建第一个块体:Main Menu-Preprocessor-Modeling-Create-Volumes-Block-By
Dimension: x1,x2分别输入 0,5 ;y1,y2分别输入 0,1 ;z1,z2分别输入 0,5, 单击Apply。
(2) 创建第二个块体:Main Menu-Preprocessor-Modeling-Create-Volumes-Block-By
Dimension: x1,x2分别输入 0,5 ;y1,y2分别输入 1,2 ;z1,z2分别输入 0,5, 单击OK。
(3) 将所有体粘结成一个连续的几何体:Main Menu-Modeling-Operate-Booleans-Glue
–Volums。在出现的Glue Volumes对话框里点击Pick All,点击OK即可。
6. 网格划分
(1) 指定体的单元属性
依次单击Main Menu-preprocessor-Meshing-Mesh Attributes-Picked Volumes,会出现如下图所示的Volume Attributes对话框,单击选择第一个体(即下面不用优化 的那个体),点击OK,在出现的对话框里Element type number一栏的下拉菜单选择2 SOLID95,单击OK。
重复上述步骤,选择第二个体的Element type number为1 SOLID95,如下图所示,即可完成单元属性的设置。
(2) 设定网格尺寸
依次单击主菜单:Main Menu-Preprocessor-Meshing-Size Cntrls-ManualSize -Global-Size。
在出现的Global Element Sizes 对话框里Element edge length 输入0.25,