Оптимальное проектирование топологии в ansys 18
TRANSCRIPT
![Page 1: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/1.jpg)
ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», 2017
Оптимальное проектирование топологии в ANSYS
Новожилов ЮрийРуководитель направления HPC
![Page 2: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/2.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 2
Всероссийский форум ANSYS 18
Топологическая оптимизация
Пример расчета
Новые возможности
![Page 3: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/3.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 3
Всероссийский форум ANSYS 18
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
![Page 4: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/4.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 4
Всероссийский форум ANSYS 18
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
![Page 5: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/5.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 5
Всероссийский форум ANSYS 18
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
![Page 6: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/6.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 6
Всероссийский форум ANSYS 18
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
Topology Optimization
DesignXplorer
Fatigue Module
Topology Optimization
DesignXplorer
![Page 7: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/7.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 7
Всероссийский форум ANSYS 18
Оптимизация сборки автомата перекоса несущего винта вертолета
Инструменты для современного производства
![Page 8: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/8.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 8
Всероссийский форум ANSYS 18
Топологическая оптимизация
Пример расчета
Новые возможности
![Page 9: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/9.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 9
Всероссийский форум ANSYS 18
Рабочий процесс и схема проекта
Постановка задачи механики
Поиск оптимальной формы
Проверка полученного результата
![Page 10: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/10.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 10
Всероссийский форум ANSYS 18
Узел автомата перекоса
Растягивающие усилия 10 КН
Закрепление сборки по оси
Максимальные напряжения 35 МПа
Пример постановки задачи
![Page 11: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/11.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 11
Всероссийский форум ANSYS 18
Минимизировать податливость
Снизить массу детали на 30%
Новая топология не тоньше 30 мм
Постановка задачи оптимизации
Область проектирования(синий)
Не оптимизируемая область(красный)
![Page 12: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/12.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 12
Всероссийский форум ANSYS 18
Оптимальная топология
Исходная геометрия Оптимальная топология
![Page 13: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/13.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 13
Всероссийский форум ANSYS 18
Восстановление геометрии для проверочного расчета
![Page 14: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/14.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 14
Всероссийский форум ANSYS 18
Топологическая оптимизация
Пример расчета
Новые возможности
![Page 15: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/15.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 15
Всероссийский форум ANSYS 18
Больше не надо устанавливать ACT
![Page 16: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/16.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 16
Всероссийский форум ANSYS 18
Собственная частота или несколько частот могут выступать целевой функцией – отстройка или настройка
Оптимизация по собственным частотам
![Page 17: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/17.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 17
Всероссийский форум ANSYS 18
Наблюдение за процессом оптимизации
Просмотр состояния моделиTopology Density Tracker
Графики сходимости процессаSolution Monitoring
![Page 18: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/18.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 18
Всероссийский форум ANSYS 18
Параметризация топологической оптимизации
Контроль технологичности
Критерии оптимальности
Результаты расчета
![Page 19: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/19.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 19
Всероссийский форум ANSYS 18
Экспорт значений псевдоплотности по координатам узлов КЭ сетки
Экспорт результатов оптимизации в текстовый файл
![Page 20: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/20.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 20
Всероссийский форум ANSYS 18
Скалярные поля свойств материалов (Material Field Variable)
![Page 21: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/21.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 21
Всероссийский форум ANSYS 18
Сравнение результатов, напряжения по Мизесу, МПа
Восстановленная геометрияСкалярное поле свойств
![Page 22: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/22.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 22
Всероссийский форум ANSYS 18
Топологическая оптимизация
Пример расчета
Новые возможности
![Page 23: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/23.jpg)
© ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», ANSYS, Inc., 2017 23
Всероссийский форум ANSYS 18
Аддитивные технологии уже реальность
Топологическая оптимизация доступна всем пользователями Mechanical
Скалярные поля свойств для ускорения проверочных расчетов
![Page 24: Оптимальное проектирование топологии в ANSYS 18](https://reader030.vdocuments.net/reader030/viewer/2022013104/58edf49b1a28ab5c4c8b4695/html5/thumbnails/24.jpg)
ЗАО «КАДФЕМ Си-Ай-Эс», 2017
Спасибо за внимание!
Новожилов ЮрийРуководитель направления HPC