拓扑工具-有限元分析入门与应用

拓扑优化有独立的工具条，包括优化目标、优化区域、响应约束、制造约束，如图17-38所示。

图17-38 拓扑优化工具条

1.优化目标

优化目标【Objective】用来指定模型优化的目标，指定优化目标需指定整个模型的优化目标响应类型和响应目标（最大值或最小值），响应类型有柔顺度【Compliance】、质量【Mass】、体积【Volume】、频率【Frequency】。依据求解选择【Solution Selection】的不同，响应目标会有所不同。如求解选择为结构静力分析系统，对所有响应类型值，响应目标均为最小，最小化的柔顺度意味着最大化的系统结构刚度。如求解选择为模态分析系统，当响应类型为频率时响应目标为最大，当响应类型为质量、体积时，响应目标为最小。

2.优化区域(www.xing528.com)

优化区域【Optimization Region】可以指定优化设计区域【Design Region】和不优化区域【ExclusionRegion】。设计区域可以直接通过选择几何方式指定整个模型体或局部点、线、面和单元，也可通过名称选择方式指定；边界条件可以被指定为不优化区域，包括全部边界条件、全部载荷和不应用边界条件。

3.响应约束

响应约束【Response Constraint】为拓扑优化分析必选项，包括质量约束【Mass Con-straint】、体积约束【Volume Constraint】、整体等效应力约束【Global Von Mises Stress Con-straint】、固有频率约束【Natural Frequency Constraint】、位移约束【Displacement Constraint】、局部等效应力约束【Local Von Mises Stress Constraint】、支反力约束【Reaction Force Con-straint】。质量约束与体积约束，可指定优化的保留百分比；整体等效应力约束和局部等效应力约束，可指定最大应力值；固有频率约束，可指定模态数、最小频率和最大频率；位移约束可指定节点及节点坐标轴位置；支反力约束可指定节点及节点坐标轴力大小。

4.制造约束

制造约束【Manufacturing Constraint】用来通过约束模型构件尺寸实现约束优化结果，确保优化结果可工艺化，方便制造，避免不必要的优化干扰。制造约束用来指定优化模型结果尺寸，可以指定整个优化模型的最大构件尺寸【Maximum Member Size】、最小构件尺寸【Minimum Member Size】；也可指定整个模型的沿某一坐标轴方向的拔出方向优化【Pull Out Direction】、挤出区域优化【Extrusion】和沿某一坐标轴方向的循环优化【Cyclic】、对称优化【Symmetry】。