Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18

ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», 2017

Оптимальное проектирование топологии в ANSYS

Новожилов ЮрийРуководитель направления HPC

[email protected]

mailto:[email protected]

© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 2

Всероссийский форум ANSYS 18

Топологическая оптимизация

Пример расчета

Новые возможности



Геометрические формы любой сложности

Уменьшение количества компонентов

Снижение материалоемкости

Прямая печать металлом

Новая топливная форсунка GE Aviation • на 25% легче• в 5 раз надежнее• 1 деталь вместо 20 • ниже стоимость

Аддитивные технологии



Топологическая оптимизация – изменения в конструкции, включающие создание новых границ тела и удаление существующих, с целью увеличения или уменьшения заданного свойства конструкции при удовлетворении определенных условий (например, снижение материалоемкости).

Оптимизация топологии



Параметр проектирования – вектор псевдоплотности, показывает наличие или отсутствие материала в элементе ()

Целевая функция – минимизации податливости конструкции через минимизацию энергии деформации

Ограничения – соблюдение требований на снижение материалоемкости

Математическая постановка топологической оптимизации



Топологическая оптимизация есть в любой лицензии

Лицензионная политика

Mechanical Enterprise

Mechanical Premium

Mechanical Pro

Explicit

ACP

AQWA

SpaceClaim

ACT

Simplorer

AIM

RBD

Fatigue Module

Topology Optimization

DesignXplorer

RBD

Fatigue Module


DesignXplorer

Fatigue Module


DesignXplorer



Оптимизация сборки автомата перекоса несущего винта вертолета

Инструменты для современного производства








Рабочий процесс и схема проекта

Постановка задачи механики

Поиск оптимальной формы

Проверка полученного результата



Узел автомата перекоса

Растягивающие усилия 10 КН

Закрепление сборки по оси

Максимальные напряжения 35 МПа

Пример постановки задачи



Минимизировать податливость

Снизить массу детали на 30%

Новая топология не тоньше 30 мм

Постановка задачи оптимизации

Область проектирования(синий)

Не оптимизируемая область(красный)



Оптимальная топология

Исходная геометрия Оптимальная топология



Восстановление геометрии для проверочного расчета








Больше не надо устанавливать ACT



Собственная частота или несколько частот могут выступать целевой функцией – отстройка или настройка

Оптимизация по собственным частотам



Наблюдение за процессом оптимизации

Просмотр состояния моделиTopology Density Tracker

Графики сходимости процессаSolution Monitoring



Параметризация топологической оптимизации

Контроль технологичности

Критерии оптимальности

Результаты расчета



Экспорт значений псевдоплотности по координатам узлов КЭ сетки

Экспорт результатов оптимизации в текстовый файл



Скалярные поля свойств материалов (Material Field Variable)



Сравнение результатов, напряжения по Мизесу, МПа

Восстановленная геометрияСкалярное поле свойств








Аддитивные технологии уже реальность

Топологическая оптимизация доступна всем пользователями Mechanical

Скалярные поля свойств для ускорения проверочных расчетов

ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», 2017

Спасибо за внимание!

Новожилов ЮрийРуководитель направления HPC

[email protected]

mailto:[email protected]

Engineering

Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18