ANSYS拓扑优化进阶：几何前处理与共享拓扑策略

导读

拓扑是研究几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的一些性质的一个学科。它只考虑物体间的位置关系而不考虑它们的形状和大小。我们以一个形象化的图例描绘下：

以上四个图形，他们在拓扑学上是同一个结构，即有一个孔洞的图形，和孔洞形状和位置无关。

本文主要介绍有关

几何前处理——共享拓扑的内容

数学上的拓扑，比如哥尼斯堡七桥问题

十八世纪在这条河上建有七座桥，将河中间的两个岛和河岸联结起来。人们闲暇时经常在这上边散步，一天有人提出：能不能每座桥都只走一遍，最后又回到原来的位置

把两座小岛和河的两岸分别看作四个点，而把七座桥看作这四个点之间的连线。那么这个问题就简化成，能不能用一笔就把这个图形画出来。（进一步得出结论，不可能每座桥都走一遍，最后回到原来的位置）。

仿真中的拓扑优化

在结构仿真中的拓扑优化一般包含三个方面：不改变拓扑结构的形状优化和尺寸优化，以及改变拓扑结构的拓扑优化

几何前处理——共享拓扑

我们在结构仿真几何前处理中，经常希望两个紧贴的零件，可以不创建接触关系，而是让二者为一体；或反之，相邻零件由于软件默认设置会自动

合为一个零件，有时候这不是我们想要的。
   

针对这个问题，在我们的ANSYS前处理软件DM和SCDM中均可修改此项设置，具体设置如下所示：

• DesignModeler（DM）中，默认新生成的零件是通过添加操作类型实现的，自动和已有零件合并（左图1part, 1body）；可通过冻结个别几何体，这样新生成的零件便不会和冻结的几何体合并（右图2parts, 2bodys）

• SpaceClaim DesignModeler（SCDM）中，默认新生成的零件也是自动和已有零件合并，我们可以通过切割操作分割不同零件；

• 另外，对于导入的零件，后者已有的多个零件，我们通过修改零件直接的拓扑共享关系来改变零件直接的连接方式（认为是一个体，或认为是接触关系）

• 此外，在Mechanical中，我们也提供拓扑功能，可以合并几何面，使得在仿真时可以简化模型，加速计算。插入拓扑方法后，即可通过插入拓扑单元来合并指定的几何面，从而达到简化模型的目的。

• 插入拓扑方法后，即可通过插入拓扑单元来合并指定的几何面，从而达到简化模型的目的。

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