基于Abaqus/CAE的结构优化

将结构优化纳入Abaqus/CAE模型需要以下步骤：

l您创建了一个可以优化的Abaqus模型。例如，设计区域必须只包括受支持的元素和材料。请参见创建Abaqus优化模型。

l你创建一个优化任务。请参阅创建和配置优化任务。

l你创造设计响应。请参见设计响应。

l您使用设计响应来创建目标函数和约束。见目标和约束。

您创建了一个优化过程，并提交它进行分析。请参阅什么是优化过程?。

基于优化任务和优化过程的定义，优化模块选代地：

l准备设计变量(单元密度或表面节点位置)并更新Abaqus有限元模型，以及

l执行Abaqus/Standard分析

这些迭代或设计周期会持续到：

l达到最大设计循环数，或

l达到规定的停止条件。

图1显示了Abaqus和优化过程的相互作用。

图1：优化过程中的用户操作和自动化的Abaqus/CAE操作。

拓扑优化

拓扑优化从初始设计(原始设计区域)开始，初始设计还包含任何规定的条件(例如边界条件和载荷)。优化过程通过改变初始设计中元素的密度和刚度来确定新的材料分布，同时继续满足优化约束，例如区域的最小体积或最大位移。此外，您还可以应用大量制造约束，以确?？梢允褂帽曜忌鞒?如铸造和冲压)创建建议的设计。您还可以冻结选定区域并应用成员大小、对称性和耦合约束。

图2显示了在17个设计周期中汽车控制臂的拓扑优化的进展。优化的目标函数是使臂架各单元的最大变形能最小，从而使臂架的结构刚度最大。约束是强制

优化，使体积比初始值减少57%。在优化过程中，在臂的中心的元素的密度和刚度降低，使元素，实际上，“删除”的分析。但是，这些元素仍然存在，如果它们的密度和刚度随着优化的继续而增加，它们可以在分析中发挥作用。几何限制会强制最佳化建立可从模具铸造和移除的模型-“最佳化”模组无法建立空洞和底切。

图2：一个拓扑优化的级数。

在汽车操纵臂拓扑优化中，给出了一个应用拓扑优化的实例。该示例包含一个Python脚本，您可以从Abaqus/CAE运行该脚本来创建模型并配置优化。

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