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应用拓扑优化进行结构建模
用拓扑优化的建模思路 ⅰ.此文档是根据某客车总布置初步方案制作而成，在最终方案确 定之前仅供大家参考 ； ⅱ.这种建模方法可以应用到车身结构的其他分总成的设计过程中； 优点：在进行结构设计的初期，对结构的传力路线进行正确的判断，才能进行合理的材料布置，减少材料的浪费，减轻车身结构自重，提高燃油效率，从而达到将本的目的。 1.根据总布置设计方案确定侧围骨架基本的线架结构。 2.将侧围骨架的初步方案分为设计域和非设计域（由外部造型决定），红色为设计域，蓝色线框为非设计域。 3.将模型导入到hypermesh中，建立有限元模型，线架结构采用Beam一维梁单元建模，设计域采用shell二维壳单元建模。 局部放大视图 4.根据实际情况建立边界条件及载荷。 5.对模型用radioss求解器求解 （1） 对初步方案设置的五种工况依次进行求解，得出应力云图。 工况一：在每根窗框立柱上沿建立垂直载荷force1＝1000N（共6处）； 工况二：在连接前后围的侧围立柱处建立垂直载荷force2＝1000N(共8处); 工况三：在连接顶棚骨架的侧围纵梁处建立X方向载荷force3＝500N（共6处）; 工况四：将工况一和工况二组合为一种工况； 工况五：将工况一、工况二、工况三组合为一种工况。 图示以此显示如下： 6.结果分析及拓扑优化 上面的五种工况只是在侧围骨架建模前对侧围骨架设计区域进行大致的受力分析，主要用于判断侧围骨架在受到各个方向的力时力流的传递路线。 我们从五种工况中选择其中工况最复杂，vonMises值最大的工况，即第五中工况进行拓扑优化。 步骤： 1.设置优化变量（选择设计区域为设计变量。） 2.建立响应类型（选择体积作为响应类型。） 3.创建优化目标（当设置的应力值不大于最大应力时，体积 最小。） 4.在Optistruct求解器里进行求解，计算机进行75步迭代后 产生收敛。 得到的优化结果如下图： 7.将优化的结果通过OSSmooth提取出3D模型（STEP格式），导入CATIA后再进行初步侧围骨架设计。
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