首頁 > 資源中心 > FAQ | 軟件名稱 | Ansys | 軟件版本 | 2022R1+ |
| 軟件模塊 | 結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化 | 錯誤代碼 | 無錯誤代碼 |
| 工程師 | 編寫日期 | 2022 | |
| 操作系統(tǒng)名稱及版本 | Windows 10+ | 其他說明 | 無 |
| 問題描述 | 請問什么是Ansys 結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化？ | ||
| 解決方案 | 結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化的基本思想是給定的設(shè)計區(qū)域內(nèi)尋求最優(yōu)材料分布的問題。常規(guī)的拓撲優(yōu)化是集合了尺寸優(yōu)化和形狀優(yōu)化，優(yōu)化的目標是尋找承受單載荷或多載荷的物體的最佳材料分配方案。這種方案在拓撲優(yōu)化中表現(xiàn)為最大剛度設(shè)計。與傳統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計不同的是，拓撲優(yōu)化不需要給出參數(shù)和優(yōu)化變量的定義。目標函數(shù)、狀態(tài)變量和設(shè)計變量都是預(yù)定義好的。用戶只需要給出結(jié)構(gòu)的參數(shù)（材料特性、模型、載荷等）和要省去的材料百分比。 通過拓撲優(yōu)化分析，設(shè)計人員可以全面了解產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和功能特征，可以有針對性地對總體結(jié)構(gòu)和具體結(jié)構(gòu)進行設(shè)計。特別在產(chǎn)品設(shè)計初期，僅憑經(jīng)驗和想象進行零部件的設(shè)計是不夠的。只有在適當?shù)募s束條件下，充分利用拓撲優(yōu)化技術(shù)進行分析，并結(jié)合豐富的設(shè)計經(jīng)驗，才能設(shè)計出滿足最佳技術(shù)條件和工藝條件的產(chǎn)品。拓撲優(yōu)化技術(shù)可以為設(shè)計人員提供全新的設(shè)計和最優(yōu)的材料分布方案。最優(yōu)的設(shè)計往往比概念設(shè)計的方案結(jié)構(gòu)更輕，而性能更佳。經(jīng)過設(shè)計人員修改過的設(shè)計方案可以再經(jīng)過形狀和尺寸優(yōu)化得到更好的方案。 然而拓撲優(yōu)化結(jié)果幾何構(gòu)型復雜，采用傳統(tǒng)制造工藝制備非常困難，因此拓撲優(yōu)化方法與實際工程結(jié)構(gòu)設(shè)計之間仍存在較大的鴻溝。設(shè)計人員往往要基于制造技術(shù)及經(jīng)驗對優(yōu)化結(jié)果進行二次設(shè)計，來滿足可制造性，降低制造成本。這種做法往往會損壞結(jié)構(gòu)的最優(yōu)性，得到的結(jié)構(gòu)性能甚至達不到已有構(gòu)型。另一方面，受制于傳統(tǒng)設(shè)計理念及制造工藝，結(jié)構(gòu)往往僅進行宏觀拓撲設(shè)計，并未充分利用結(jié)構(gòu)在多尺度上的變化或者空間梯度變化所帶來的廣闊設(shè)計空間，使得產(chǎn)品性能提升非常有限。增材制造技術(shù)的出現(xiàn)，使得幾何形式高度復雜，且使從微觀宏觀多個幾何尺度結(jié)構(gòu)的制備成為可能。它顛覆了傳統(tǒng)制造技術(shù)的局限，解決了產(chǎn)品研發(fā)存在的“制造決定設(shè)計”問題。 ANSYS于2017年宣布成功收購高級增材制造仿真技術(shù)領(lǐng)導者3DSIM，并和卡耐基梅隴大學，美國制造American make, General electric，SLM Solution, Renishaw等集團公司開展了大量基于增材制造的設(shè)計和工藝優(yōu)化仿真工作，積累了豐富的經(jīng)驗。最新產(chǎn)品ANSYS Additive Suite 2019R1的推出，提供了從結(jié)構(gòu)設(shè)計，優(yōu)化到打印工藝模擬的完整解決方案。 | ||
