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ONE TEAM ONE DREAM ▼ 关注我们的公众号一起成为有趣的人  拓扑优化（topology optimization）是一种根据给定的负载情况、约束条件和性能指标，在给定的区域内对材料分布进行优化的数学方法，是结构优化的一种。在大学生方程式比赛中运用拓扑优化能在保证结构强度的情况下降低零件质量，使零件轻量化，这对整车轻量化是大有好处的。 下面我们以一个简单的支架为例讲解一下Ansys Workbench中的拓扑优化流程。 1.建模与计算 首先我们需要建立该支架零件原始模型  支架原始模型 2.静力学分析 原始模型建立后，我们就可以将模型导入Ansys Workbench的Static Structural中进行静力分析。在Workbench主界面，点击【Engineering Data】，定义零件的材料，随后根据需要划分好网格。  定义材料属性  划分网格 设置求解的边界条件  设置边界条件 边界条件设置好后我们就可以开始求解  总变型  总应力云图 3.拓扑优化 得到原始模型的求解结果后我们就可以对原始模型进行拓扑优化。在Workbench 项目管理窗口中，将Topology Optimization模块与原始模型的Solution相关联，以所得结构静力学结果为基础进行拓扑优化。  点击 【5set up】,进入【Multiple-mechanica】l界面 考虑到支架的受力情况比较简单，因此我们不用考虑分多工况单独进行，因此我们的设计目标很明确，那就是质量最小化，其他目标函数，约束条件均可以不变，最大迭代步为500，保留20%质量，最大允许应力不超过250MPa。此处根据设计需求的不同可以按需修改。   点击【Response Constraint】,选择percent to retain为20%，保留20%的质量，右键点击添加【Global von-Mises Stress】,设置最大允许应力不超过250MPa。此处根据实际需要设置数字，此处仅作举例。 设置保留质量 添加最大允许应力限制 再次求解，得到支架的拓扑模型 密度分布图 4.最终定型 此时我们就可以参考拓扑模型，根据实际情况对零件原始模型进行修改，去除多余材料。将修改后的模型再次导入Ansys Workbench中进行静力学分析，模型可能需要多次修改。若干次重复后，我们就获得了在力学性能变化不大的情况下，质量大大降低的零件。 总结 本文以一个简单的支架为例，展示了零件的拓扑优化流程。希望大家阅读完本文后能有所收获，相信大家能够举一反三，把拓扑优化更多的运用到赛车及其零部件的设计当中。 |
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