Hypermesh自由尺寸优化技巧分享

Hypermesh结构优化设计基于数学最优化理论为基础，并建立响应条件，在满足约束的情况下，寻找最优的设计方案。

在Hypermesh有限元网格中，可在analysis操作面板中点击Optimization，可以找到多种不同的优化手段。本文首先介绍自由尺寸优化（freesize）：设计变量为壳单元，设计各个壳单元的厚度，从而得出结构的最优化厚度。

 建立几何模型，并划分网格单元尺寸为2的网格；在四周顶点进行固定端约束，分别在孔位中心处施加大小为5，方向为Z轴负向的载荷，如下图所示：

图1

采用PLY铺层的方法建立有限元模型，参考前文方法“基于PLY的层合板建模”材料选择碳纤维复合材料，单层厚度为0.2mm，共铺设5层，铺层角度为[0°/45°]_S。

建立名为Freesize的设计变量，在type下选择stack，并在prop中选择上文建立的laminates，点击creat按钮，如下图所示：

图2

进入下方composites面板，点击右下方edit面板进行设置；在PLYTHK建立最小单元厚度0.18mm，最大单元厚度0.25mm，PLYPCT可设置铺层比例约束，均衡制造约束BALANCE等，点击return，完成创建，如下图所示：

图3

在response面板分别创建体积分数响应volumefrac和柔度响应compliance，在dconstraints面板中创建制造约束，体积分数不大于35%，点击creat，完成创建，并返回上一级面板，如下图所示：

图4

在objective中，选择最小化柔度为优化设计目标，并选择静力学分析为基础的优化设计，如下图所示：

图5

最终在解算面板中，将analysis切换为optimization优化，并计算最终结果。

本文所示模型经过7次优化后完成优化设计，最终结果如下图所示。

图6

图7

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