Прикладные задачи оптимизации формы и топологии конструкций в КЭ моделировании
•
0 likes•293 views
Прикладные задачи оптимизации формы и топологии конструкций в КЭ моделировании
Recommended
Recommended
More Related Content
Similar to Прикладные задачи оптимизации формы и топологии конструкций в КЭ моделировании
Similar to Прикладные задачи оптимизации формы и топологии конструкций в КЭ моделировании (20)
More from Yury Novozhilov
More from Yury Novozhilov (20)
Прикладные задачи оптимизации формы и топологии конструкций в КЭ моделировании
- 1. Computational Mechanics Laboratory ANSYS/LS-DYNA Center of Excellence Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Механика и процессы управления Санкт-Петербург 2007 Прикладные задачи оптимизации формы и топологии конструкций в КЭ моделировании Выполнил студент группы 5055/2 Новожилов Ю. В. Руководитель, к. т. н., проф. Боровков А. И. Соруководитель, асс. Михалюк Д. С.
- 2. Computational Mechanics Laboratory ANSYS/LS-DYNA Center of Excellence Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Механика и процессы управления Tosca в промышленности
- 3. Computational Mechanics Laboratory ANSYS/LS-DYNA Center of Excellence Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Механика и процессы управления Партнеры Tosca (Software)
- 4. Computational Mechanics Laboratory ANSYS/LS-DYNA Center of Excellence Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Механика и процессы управления • TOSCA.gui - графическая оболочка • TOSCA.pre - препроцессор – TOSCA.topology - модуль оптимизации топологии – TOSCA.shape - модуль оптимизации формы – TOSCA.bead - модуль оптимизации ориентации сечения – TOSCA.advanced - дополнительный функционал • TOSCA.post – постпроцессор, генерация VRML моделей • TOSCA.smooth - генерация CAD/CAM/CAE моделей • TOSCA.report – генерация отчетов HTML Структура Tosсa
- 5. Computational Mechanics Laboratory ANSYS/LS-DYNA Center of Excellence Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Механика и процессы управления Обзор процесса оптимизации Постпроцессинг Визуализация результатов HTML CAD CAM CAE VRML Запуск на счет Параметризация задания на оптимизацию Топология Форма Ориентация сечения Создание КЭ модели Материал Cетка Условия нагружения
- 6. Computational Mechanics Laboratory ANSYS/LS-DYNA Center of Excellence Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Механика и процессы управления Пользовательский интерфейс
- 7. Computational Mechanics Laboratory ANSYS/LS-DYNA Center of Excellence Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Механика и процессы управления TOPOLOGY OPTIMIZATION Оптимизируемые элементы • BEAM 23 • LINK 1,8,10,11,180BEAM_2D • BEAM 3,4,24BEAM_3D • MATRIX 27MASS_1 • PLANE 42,182 • VISCO 106 PLANE_QUAD_4 • PLANE 2,146PLANE_TRIANG_6 • PLANE 82,145,183PLANE_QUAD_8 • SHELL41,43 63,143,181 SHELL_QUAD_4 • SHELL 93,150SHELL_QUAD_8 • SOLID 45,185SOLID_BRICK_8 • SOLID 92,148,187SOLID_TETRA_10 • SOLID 95,147,186SOLID_BRICK_20 возможна топологическая оптимизация в ANSYS
- 8. Computational Mechanics Laboratory ANSYS/LS-DYNA Center of Excellence Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Механика и процессы управления Пример визуализации результатов VRML КЭ постановка задачи Распределение материала. ISO поверхности. Распределение материала. Вид КЭ сетки.
- 9. Computational Mechanics Laboratory ANSYS/LS-DYNA Center of Excellence Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Механика и процессы управления Без симметрии Относительно плоскости Применение групп симметрии при оптимизации топологии Циклическая Относительно точки Симметрия вращения
- 10. Computational Mechanics Laboratory ANSYS/LS-DYNA Center of Excellence Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Механика и процессы управления Контроль размера членов КЭ постановка задачи Без контроля размера членов Минимизация размеров членов Максимизация размеров членов
- 11. Computational Mechanics Laboratory ANSYS/LS-DYNA Center of Excellence Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Механика и процессы управления Учет возможности изготовления конструкции Результат обычной оптимизации Результат оптимизации с учетом возможности изготовления
- 12. Computational Mechanics Laboratory ANSYS/LS-DYNA Center of Excellence Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Механика и процессы управления Мультикритериальная оптимизация Задания на оптимизацию: • Объем • Возможности изготовления • Увеличение первых 2-х собственных частот
- 13. Computational Mechanics Laboratory ANSYS/LS-DYNA Center of Excellence Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Механика и процессы управления Установка «Кристалл» • 20-и узловые элементы SOLID95 • 3360 элементов • 10440 узлов R r1r2
- 14. Computational Mechanics Laboratory ANSYS/LS-DYNA Center of Excellence Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Механика и процессы управления ANSYS 10 vs. Tosca 6 Задание на удаление 25% материала. 3360 Solid 95 Результаты ANSYS Результаты Tosca VRML Результаты Tosca CAD
- 15. Computational Mechanics Laboratory ANSYS/LS-DYNA Center of Excellence Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Механика и процессы управления Линейные элементы + импорт FEM ANSYS FEM 264751 SOLID45 Ход оптимизации CAD ANSYS FEM 96696 MESH200
- 16. Computational Mechanics Laboratory ANSYS/LS-DYNA Center of Excellence Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Механика и процессы управления BEAD OPTIMIZATION Плоскость с нагрузкой •Края пластины заделаны •Распределенное давление в центре Итога оптимизации Результаты
- 17. Computational Mechanics Laboratory ANSYS/LS-DYNA Center of Excellence Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Механика и процессы управления Изогнутая оболочка Верхний край заделан Без учета симметрии C учетом симметрии
- 18. Computational Mechanics Laboratory ANSYS/LS-DYNA Center of Excellence Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Механика и процессы управления SHAPE OPTIMIZATION Пластина с тремя отверстиями Увеличить первые 3 собственные частоты без изменения объема Итоги оптимизации частоты КЭ постановка задачи 5.61 Гц 11.44 Гц 16.02 Гц 6.66 Гц 14.16 Гц 16.72 Гц SHELL63 NE = 600 NN = 791 NDF = 4746
- 19. Computational Mechanics Laboratory ANSYS/LS-DYNA Center of Excellence Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Механика и процессы управления Пластина с отверстием Условие нагружения 1 Условие нагружения 2 Условие нагружения 1: FX = 200 Н Условие нагружения 2: FY = 100 Н SHELL63 NE = 160 NN = 205 NDF = 1230 Минимизировать максимальные напряжения 161.20 Па 113.99 Па 80.91 Па 75.35 Па Изменение максимального напряжения
- 20. Computational Mechanics Laboratory ANSYS/LS-DYNA Center of Excellence Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет Механика и процессы управления Пластина с двумя вырезами SHELL63 NE = 993 NN = 1096 NDF = 6576 187.35 Па 165.08 Па Изменение максимальных напряжений