ANSYS拓扑优化实例.doc

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实用文档.
ANSYS拓扑优化实例
如下列图所示的长方体，受到一个1000N的集中载荷，四周为固定端，弹性模量为E=2e11，泊松比为0.3。

设定分析作业名
从实用菜单中选择UtilityMenu：File>ChangeJobname命令，将翻开ChangeJobname对话框，如图所示，输入exampleoftopology单击OK。

设定分析标题
从实用菜单中选择UtilityMenu：File>ChangeTitle命令，将翻开ChangeTitle对话框，如图所示，输入single-loadexampleoftopo单击OK。

定义单元类型
〔1〕从主菜单中依次选择MainMenu：Preprocessor-ElementType-Add/Edit/Delete命令将翻开ElementType〔单元类型〕对话框。
〔2〕单击Add，将翻开LibraryofElementType，选择Solid95，依次单击Apply、OK。如下列图所示，单元类型对话框将会出现两个单元类型〔拓扑优化只优化单元类型为1〔Type1〕的局部〕。
〔3〕单击Close，完成设置。

定义材料属性
〔1〕从主菜单中选择MainMenu：Preprocessor-MaterialProps-MaterialModels将翻开DefineMaterialModelBehavior〔定义材料属性〕窗口，左窗口MaterialModelNumber1。
〔2〕依次在右窗口双击Structural>Linear>Elastic>Isotropic,给出弹性模量EX=2e11和泊松比PRXY=0.3。
〔3〕单击OK回到DefineMaterialModelBehavior〔定义材料属性〕窗口，关闭窗口完成设置。

创立几何模型
由于体的一局部不作优化，所以划分网格时，会要求不同局部选择不同的单元类型。为方便起见，建模时先建两个体，再用布尔运算的Glue连接两个体，之后再划分网格。
创立第一个块体：MainMenu-Preprocessor-Modeling-Create-Volumes-Block-ByDimension:x1,x2分别输入0,5；y1,y2分别输入0,1；z1,z2分别输入0,5,单击Apply。

创立第二个块体：MainMenu-Preprocessor-Modeling-Create-Volumes-Block-ByDimension:x1,x2分别输入0,5；y1,y2分别输入1，2；z1,z2分别输入0,5,单击OK。

将所有体粘结成一个连续的几何体：MainMenu-Modeling-Operate-Booleans-Glue–Volums。在出现的GlueVolumes对话框里点击PickAll，点击OK即可。

网格划分
指定体的单元属性
依次单击MainMenu-preprocessor-Meshing-MeshAttributes-PickedVolumes，会出现如下列图所示的VolumeAttributes对话框，单击选择第一个体〔即下面不用优化的那个体〕，点击OK，在出现的对话框里Elementtypenumber一栏的下拉菜单项选择择2SOLID95，单击OK。
重复上述步骤，选择第二个体的Elementtypenumber为1SOLID95，如下列图所示，即可完成单元属性的设置。

设定网格尺寸
依次单击主菜单：MainMenu-Preprocessor-Meshing-SizeCntrls-ManualSize-Global-Size。
在出现的GlobalElementSizes对话框里Elementedgelength输入0.25，单击OK即可，如下列图所示。

执行网格划分
采用映射网格划分的方法，依次单击MainMenu-Preprocessor-Meshing-Mesh-Volumes-Mapped-4to6sided。
在弹出的MeshVolumes对话框里单击PickAll，再单击OK，完成划分，如下列图所示。

施加约束和载荷
施加约束
依次选择主菜单MainMenu-Preprocessor-Loads-DefineLoads-Apply-Structural-Displacement-OnAreas，弹出如下列图所示对话框，单击选择体的四周的面，然后点OK，再在弹出的的对话框选择ALLDOF，点击OK即可完成约束的添加。

施加集中载荷
依次选择主菜单：MainMenu-Preprocessor-Loads-DefineLoads-Apply-Structural-Force/Moment-OnNodes，弹出如下列图所示对话框，用鼠标选择最上面的中心节点，