图 12-15 D、E位移约束

图 12-16 创建优化进程

? 查看优化结果

从菜单栏：Optimization?Results：Opt-process-C-clip，进入后处理模块。 View cut，并打开View cut Manager，对后处理模块下，从工具箱中激活

Opt_Surface进行Cut操作，隐藏材料密度小于0.3倍原始密度的区域，查看优化结果如图12-17所示。

同时，输出优化进程中，目标函数和约束值变化。

ODB history output，操作如下：从工具箱Create XY data：分别输出目标函数体积、

约束D点位移变化曲线，整理后如图12-18。

『18』

第12章优化设计和敏感性分析

图 12-17 优化结果

图 12-18 目标函数体积和约束位移变化曲线

查看图12-19第36次循环后优化模型位移、应力云图，可与图12-8、图12-9作比较。

图 12-19 第36次优化后的位移及应力云图

? 导出优化的几何

切换到Job模块，从菜单栏：Optimization?Extract：Opt-process-C-clip，可输出Inp和STL格式。

5、Inp解释说明

结构分析部分的Inp就不再赘述，在此节选优化迭代中的第36次设计循环的Inp文件：Opt-Process-C-clip-Job_036.inp

************************************************************************* ** NEW ELEMENT SET ADDED BY THE OPTIMIZATION SYSTEM **重新定义单元集

*ELSET, ELSET=EL_P1_M39 608,

** NEW PROPERTY ADDED BY THE OPTIMIZATION SYSTEM **对单元集赋予新的材料

*SHELL SECTION, ELSET=EL_P1_M39, MATERIAL=OPT_39 1.0000000, 5 **

** NEW MATERIAL ADDED BY THE OPTIMIZATION SYSTEM **新添加的材料属性

*MATERIAL, NAME=OPT_39 **新的密度 *DENSITY

8.8200000e-011, 0.00000000, **新的弹性模量

*ELASTIC, TYPE=ISOTROPIC

0.00013100000, 0.34100000, 0.00000000 **新的塑性应变-应力数据

*PLASTIC, HARDENING=ISOTROPIC 4.7336200e-007, 0.00000000, 0.00000000, 5.0900000e-007, 0.0010040100, 0.00000000, ?? **

『20』

第12章优化设计和敏感性分析

本12.3.1节完整讲述了C形夹的拓扑优化，在满足强度要求的同时，把体积减少了48%。此外，为了加工制造方便，可加入平面对称限制条件，让优化后的结构具有对称性。

12.3.2 汽车摆臂的拓扑优化

本例以图12-20的汽车摆臂作拓扑优化对象，在满足性能的前提下，最轻化结构。 1、问题描述

此汽车摆臂的有限元模型见图12-20，所用材料为刚材，此模型是小应变，仅设置线性材料，其密度7.85E-006kg/mm^3，杨氏模量200000MPa，泊松比0.3。

此有限元模型，设置了3步线性静力分析步，即3个工况；分别Coupling相应节点到参考点上(A、B、C、D)。

边界条件：约束B点的Y、Z自由度，C点的X、Y、Z自由度，D点的Z自由度； 集中力加载：在1、2、3分析步，分别对A点加载X、Y、Z方向的1000N集中力； 优化目标：最小化体积；

约束条件：在1、2、3分析步，A点合位移分别小于0.05mm、0.02mm、0.04mm； 设计变量：设计区域中的单元密度。

图 12-20 汽车摆臂的有限元模型

2、初始设计分析

从光盘打开本节图12-20所示的有限元模型12.3.2_Controlarm_pre.cae，并提交求解。 查看位移云图如图12-21，可大概了解结构的加载变形情况。

查看应力云图如图12-22，可知近蓝色区域应力值几乎为0，即其对结构强度并无贡献，也正是拓扑优化需要删除的区域。