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Abaqus611中的优化资料翻译前述.doc

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Abaqus611中的优化资料翻译前述.doc

上传人:miaoshen1985 2022/1/22 文件大小:196 KB

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文档介绍

文档介绍:本人刚刚入手进行 topology 优化的学****但是在运行的过程中发现,系统提示:License of Abaqus/ATOM not 。
今天装息请参考用户手册第十八章。
术语(Terminology)
设计区域(Design area): 设计区域即模型需要优化的区域。这个区域可以是整个模型,也可以是模型的一部分或者数部分。一定的边界条件、载荷及人为约束下,拓扑优化通过增加/删除区域中单元的材料达到最优化设计,而形状优化通过移动区域内节点来达到优化的目的。
设计变量(Design variables):设计变量即优化设计中需要改变的参数。拓扑优化中,设计区域中单元密度是设计变量,ABAQUS/CAE优化分析模块在其优化迭代过程中改变单元密度并将其耦合到刚度矩阵之中。实际上,拓扑优化将模型中单元移除的方法是将单元的质量和刚度充分变小从而使其不再参与整体结构响应。对于形状优化而言,设计变量是指设计区域内表面节点位移。优化时,ABAQUS或者将节点位置向外移动或者向内移动,抑或不移动。在此过程中,约束会影响表面节点移动的多少及其方向。优化仅仅直接修改边缘处的节点,而边缘内侧的节点位移通过边缘处节点插值得到。
设计循环(Design cycle): 优化分析是一种不断更新设计变量的迭代过程,执行ABAQUS进行模型修改、查看结果以及确定是否达到优化目的。 其中每次迭代叫做一个设计循环。
优化任务(Optimization task): 一次优化任务包含优化的定义,比如设计响应、目标、限制条件和几何约束。
设计响应(Design responses): 优化分析的输入量称之为设计响应。,比如刚度、应力、特征频率及位移等。或者ABAQUS从结果文件中计算得到模型的设计响应,例如质心、重量、相对位移等。一个设计响应与模型紧密相关,然而,设计响应存在一定的范围,例如区域内的最大应力或者模型体积。另外,设计响应也与特点的分析步和载荷状况有关。
目标函数(Objective functions): 目标函数决定了优化的目标。一个目标函数是从设计响应中萃取的一定范围内的值,如最大位移和最大应力。一个目标函数可以用多个设计响应来公式表示。如果设定目标函数最小化或者最大化设计响应,ABAQUS拓扑优化模块则通过增加每个设计响应值代入目标函数进行计算。另外,如果有多个目标函数,可以试用权重因子定义每个目标函数的影响程度。
约束(Constraints): 约束亦是从设计变量中萃取的一定范围的数值。然而,一个约束不能由设计响应集合而来。约束限定了设计响应,比如可以指定体积必须降低45%或者某个区域的位移不能超过1mm。约束也可以指定制造跟优化无关的制造或者几何约束,比如轴承面的直径不能改变。
停止条件(Stop conditions): 全局停止条件决定了优化的最大迭代次数。局部停止条件在局部最大/最小达成之后指定优化应该停止。
ABAQUS/CAE结构优化步骤
下面的步骤需要合并到ABAQUS/CAE模型结构优化设计中:
1) 创建需要优化的ABAQUS模型。
2) 创