自行车链盘拓扑优化，自己想出来的，原创哦

kmani · 发表于 2011-6-15 00:28:05

本帖最后由 kmani 于 2011-7-6 00:55 编辑

简介：体积比0.3时刚度最大，模型中心对称，模型边数从2-15。16时，由于尺寸太小已经失败。

这一组优化结果是单工况(仅有扭矩没有径向力)的，与实际还有一定差别，我会在下面贴上双工况的，这就更接近实际了。

可以看到2和3有共同点，4与5，6很像，后面的都差不多了。

最后一张是实际的自行车的链盘。车棚里停的越野自行车，链盘直径大概180mm

kmani · 发表于 2011-6-15 00:53:01

本帖最后由 kmani 于 2011-7-6 00:56 编辑

（这是考虑径向力和扭矩的结果）在optimization面板下opti control里面的OBJTOL下设定目标函数误差，默认是0.005，这是默认情况下的结果图片：，求解时间2min
这是0.0025的图片：求解时间3min
这是0.001的图片：
对比发现，精度越高，耗得时间越长，但是会得到更加准确的结果，比如会有细小的结构出现，这样与实际较为接近。但是精度也不要太高了，不然时间会很长，而且结果变化不大。
以上三张都是DISCRETE（离散系数,也是在opti control里面的）为1的结果，

传模型文件，hypermesh11.0里面做的.
版主给加分，很是激动啊，免费下载，多多交流

discover81 · 发表于 2011-6-15 09:18:45

很有创意的东东，楼主能否将文件传一份给我？我也想试试，ltxiaocong@163.com，谢谢！

kmani · 发表于 2011-6-15 09:50:00

本帖最后由 kmani 于 2011-6-18 00:05 编辑

这个是双工况的，更加合理。可以对比一下，会发现前几个有些差别，后来的基本没区别了。

9以后的由于尺寸问题失败。hm11.0里面的模型

cy618 · 发表于 2011-6-15 11:41:16

楼主做的挺好的，
但是不知道楼主的目标函数是什么？做优化的目的是什么、提高链盘的应力，还是减少材料的质量。
我觉得拓扑优化的最主要目的是在零件可接受的强度范围内减少材料在工程中才有应用价值，个人愚见。支持一个。

kmani · 发表于 2011-6-15 11:51:19

本帖最后由 kmani 于 2011-6-15 12:58 编辑

5# cy618
首先谢谢夸奖，我之前也是你那么想的，但是那样做更加与实际不符了，原因在下。
我约束的是体积比上限0.3是刚度最大，这就等价于体积比为0.3时，材料构成一种最有效的分布方式，从而达到刚度最大，你说的在应力范围内，材料最少其实和我的约束差不多的。不同的是，我约束的是材料比，而使刚度最大。至于为什么我没有按照你说的那种去做有三个原因：
1：我没有实际去测链盘的尺寸，所以建模不准，并且扭矩也不清楚，模型尺寸是我大概设置的，扭矩也是随意加的，自然得出的应力就与实际有较大差别。
2：我在关键部位画的网格比较粗糙，而这些部位会有应力集中，而且那些地方的应力还很大，这又与实际不符，所以我没法用应力作为约束。（学生电脑，性能不好，网格太细，计算时间会很久）
3：约束应力的设置只有一步，太简单了，嘿嘿，我就约束的其它的。我就是为了学习而已。

cy618 · 发表于 2011-6-15 13:50:09

6# kmani
我只是提出自己的想法，可惜我不能加分。建议斑竹给你加分。赞一个。

apprent · 发表于 2011-6-15 19:04:43

很漂亮的结果。不过实际设计还要考虑加工工艺性吧。具体这个产品，不清楚是怎么做出来的……

tiny · 发表于 2011-6-16 19:44:35

弱弱的问下,楼主你的双工况是怎么做的啊

kmani · 发表于 2011-6-16 22:36:53

本帖最后由 kmani 于 2011-6-17 00:06 编辑

一言难尽啊，你下载双工况的文件，自己看一下就明白了
不明白的再问我

tiny · 发表于 2011-6-17 09:15:34

10# kmani
那有什么好的参考文献或资料没有的啊

kmani · 发表于 2011-6-17 09:33:14

这个不晓得，因为这是我坐在电脑前想出来的，完全凭感觉的

kmani · 发表于 2011-6-18 00:23:18

本帖最后由 kmani 于 2011-6-18 00:40 编辑

这个优化例子最重要的是力以及约束的加载位置与方式。
我贴个图，大家看下约束情况；这是第一个约束工况；
第二个约束工况：，大家看这两个约束，其实就是第一个约束沿着齿逆时针转了3个齿。这是合起来的约束：
仔细看在圆孔处加有扭矩（moment）这是模拟脚蹬车产生的扭矩。
大家知道链盘做圆周运动，假如只有一个约束，这样出来的只是加一部分约束时（就是车链子的拉力产生的）的最优材料分布，链盘的转动就意味着链条对链盘齿的约束也在做圆周运动，而我们要做的就是如何实现约束的这种转动。所以这里我就做了俩约束，这俩约束之间隔了3个齿。大家可以想想为啥不用每隔一个齿就做一个约束呢，其实这样也是可以的，就是太麻烦了。因为盘是中心对称图形，因而只有做几个，然后再设置对称即可实现圆周分布，大家看上面的结果图片就知道了。先写这么多吧，有啥问题，大家一起交流，我没有查相关论文什么的，都是自己琢磨的，如有错误之处请包涵。

417332551 · 发表于 2011-6-28 08:58:03

哈哈，我跟你说的没错吧。。。叫你写个教程贴出来。。这样可以帮助更多的人。。助人何乐而不为。。。

我是徐徐。。。

:lol

kmani · 发表于 2011-6-28 12:46:48

14# 417332551
懒得写，学校里的事弄得我天天累得不行，到了寝室就不想动了

yygao56 · 发表于 2011-7-3 14:46:54

这个不错。有模型又有漂亮的图，赞

nwpuskywalker · 发表于 2011-7-4 13:17:35

算得很有意思，可以申请专利试一试，没准这就是未来的结构

kmani · 发表于 2011-7-4 13:23:57

17# nwpuskywalker
从来都没想过申请专利的，这个也没什么难得，感觉没必要申请。
不过那些生产竞速自行车的厂家说不定有兴趣的...

zkong · 发表于 2011-7-4 18:07:01

18# kmani

细化一下，申请专利没什么不好啊。用OptiStruct算一个结果很简单，但是，自行车厂家走到优化驱动设计这一步，也许还需要很多年。。。

kmani · 发表于 2011-7-4 18:39:00

本帖最后由 kmani 于 2011-7-4 18:40 编辑

19# zkong
现在觉得这优化最有可能用于飞机，汽车上面，其它的行业我不奢望。希望以后能找个自己感兴趣的工作。

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