feya 发表于 2014-11-7 10:16:10

TOSCA几何非线性优化的优势

为了适应愈加残酷的市场竞争环境以及工业产品技术发展的要求,产品的开发周期变得越来越短,而其复杂程度却越来越高。在这种情况下,借助结构优化软件工具能够起到缩短开发周期、节约开发成本和提高产品质量的作用,从而达到全面提升企业竞争力目的。      作为完善的具有世界领先水平的结构优化系统Hyperworks优化模块OptiStruct均已被广泛应用于汽车、航空、船舶、机械制造、加工工业等众多领域。但是,Optistruct常被应用在结构线性优化方面,相较于结构实际情况,常不考虑几何非线性、材料非线性、边界(接触非线性),从而得出的优化结构不是很贴近现实。从而,就需要另外一款考虑非线性的优化软件,以使得优化结果更加贴近实际,更趋于合理化。      Tosca是标准的无参结构优化系统,可以对具有任意载荷情况的有限元模型进行拓扑和外形优化。在优化过程中,可以直接使用已经存在的有限元模型。Tosca进行结构优化的每一迭代过程均在外部求解器中进行求解,通过采用众多业界认可的标准求解器而保证了计算结果的高质量。而且由于迭代独立于优化软件本身,所以例如调用大型通用非线性有限元软件Abaqus求解,就可以考虑求解过程中的几何、材料、边界(接触)非线性。      下面通过一个实例来说明Tosca在非线性优化方面的优势。模型如下图所示:http://www.feaonlinebbs.cn/data/attachment/forum/201411/07/092204ls0u7pt2b00b7qp2.gif

      设计区域:图示绿色区域,为某支架;
      优化目标:
      1,支架重量控制在6Kg以内,越少越好(材料为球铁,密度为7060);         
      2,考虑所有三个工况,权重为1:1:1;         
      3,考虑5个M16螺栓的预紧力。
      设计变量约束:
      1,优化后最薄处不得小于6mm,最厚处不得大于20mm;            
      2,支架左右对称;            
      3,沿着y方向分模。Abaqus中求解设置如图所示:
http://www.feaonlinebbs.cn/data/attachment/forum/201411/07/092237quhxca880g75qmm0.gif

      优化后的结果如图所示:
http://www.feaonlinebbs.cn/data/attachment/forum/201411/07/092305v2wlj6q2t9zkz4ak.gif

      在优化过程中,TOSCA一共迭代了32步。下图为使用Optistruct进行线性优化后的某支架模型:
http://www.feaonlinebbs.cn/data/attachment/forum/201411/07/092336psklwolzusee1dq9.gif

      对比Tosca非线性优化和Optisturct线性优化的结果,可以看到,Tosca优化后的结构,综合考虑了螺栓预紧力的影响,考虑了三个载荷工况的影响,优化后的结构显著减少了重量,增加了结构的刚度,并且易于铸造。
      由以上的实例可以看到,通过Tosca内部各程序的相互作用可以完成新产品结构在CAD/CAE系统中从概念到成品的闭环优化设计过程,同时,优化出来的结构更加贴近实际。

gxy 发表于 2016-3-17 09:40:06

能详细说明下,abaqus环境下如何调用tosca吗
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