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1.问题描述 悬臂托架按如图7-64方式进行支撑和施加载荷(面载荷为5MPa)。根据功能要求,托架的外部尺寸不能变化。中心切除大小由D11、D12和D13控制。这些尺寸可以在一定范围内变化。 通过以下条件减小悬臂托架的体积: vonMises应力不得超过特定值; 大位移不得超过特定值; 固有频率应在260Hz到400Hz范围内,以避免与安装机械引起共振。 结构强度分析 快速入门 应用实践 优化设计 多场耦合 7.3 优化设计 7.3.1 优化快速入门 7.3.2 带孔板轻量化 7.3.3 托 架轻量化 “用最小的代价获得最大收益”。 7.3.1 快速入门 优化设计术语 2. 优化设计过程 (2)设计思想 “用最小的代价获得最大收益”。 (3)优化三要素 设计变量:即自变量。 约束条件:用来体现优化的边界条件。 目标函数:最终的优化目的。 (1)引例 选择杯子底面半径r和高度h,在表面积S不大于10000的条件下,使得容积V 最大。 数学模型: 设计变量: r和h 目标函数:Max V =π R 2 H 约束条件:S =2 π RH +2 π R 2 ≤10000 1. 优化设计术语 2. 优化设计步骤 开优化:右单击【运动算例1】【生成新设计算例】 选变量:右单击特征树中的【注解】【显示特征尺寸】;【变量】【添加参数】选择直径和高度,区间均为[40,70],步长取5. 添约束:【约束】【添加传感器】【类型:测量】【选圆柱外表面】【创建传感器】,设测量2 10000mm2. 定目标:【目标】【添加传感器】【类型:质量特性】【属性:体积】,并设为体积1为最大化。 做优化:【运行】,执行优化设计 看结果:h=d=45mm 7.3.2 带孔板轻量化 (1)问题描述 (2)数学模型 (3)应力计算 (4)优化设计 (1)问题描述 一个620 mm×380 mm×20mm的带孔矩形板,其中孔的直径为200mm,一端固定,另一段承受360kN的均布载荷,设计板宽,使最大应力小于200MPa时重量最轻。 (2)数学模型 数学模型: 设计变量: b 目标函数:Min m =f1(b) 约束条件:S =f2(b) ≤200 一个620 mm×380 mm×20mm的带孔矩形板,其中孔的直径为200mm,一端固定,另一段承受360kN的均布载荷,设计板宽,使最大应力小于200MPa时重量最轻。 (3)应力计算 1.打开零件:(带孔板轻量化-模型.SLDPRT) 2.启动Simulation工具 3.新建静应力算例“应力计算” 4.赋材料:碳钢板 5.添约束:固定左面 6.加载荷:右面拉力360000N 7.做仿真:运行分析 (4)优化设计 1.新建优化设计:右单击【运动算例1】【生成新设计算例】 2.选变量:【添加设计变量】名称为B单击模型宽度尺寸380380~450,步长10 3.添约束:【添加约束】Simulaton数据,应力,Mpa小于,200 4.定目标:【添加目标】质量属性,质量 5.做优化:【运行】 6.提精度:B=395~400,步长取1mm 7.3.3 托 架轻量化 1.问题描述 2.约束条件求解 3.定义设计变量 4.设定三要素 5.观察优化结果

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