汽车控制臂的拓扑优化-abaqus操作过程

前言

本示例详细讲解使用abaqus实现汽车控制臂的拓扑优化的操作过程。

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一、创建模型

1.创建几何部件

1. 几何形状
   在PART模块，导入控制臂孤立网格部件：一个用二次四面体（C3D10）单元进行网格划分的单个孤立网格零件，控制臂关于X–Y平面对称，只需要研究模型的一半。
   

2.定义材料属性

在PROPERTY模块，创建STEEL材料：杨氏模量为210GPa、泊松比为0.3的弹性材料。
创建Section_Solid截面：实体，均质，材料：STEEL。

指派截面：将Section_Solid截面赋予整个实体零件。

3.创建装配实体

在ASSEMBLY模块，创建实例。

4.创建分析步

在STEP模块，创建线性，摄动分析步。

5.创建相互作用

在INTERACTION模块，创建运动耦合约束：将面上(从属)节点集合的运动与参考节点的运动耦合。

6.创建边界条件及载荷

创建边界条件1：控制点固定在XY平面上，U3=0。

创建边界条件2：零件关于Z轴对称，U3=UR1=UR2=0。

创建边界条件3：轴限制为铰链约束，U1=U2=U3=0。

创建边界条件4：轴套限制为铰链约束，U1=U2=U3=0。

创建载荷1：在控制点施加沿着x方向70000 N和y方向−70000 N的集中力。

7.创建分析作业并提交分析

在JOB模块，创建Job-1分析作业。

在作业管理器中，提交并监控分析作业。

8.可视化后处理

在作业管理器中，点击Results，进入visualization模块。

二、设置优化

1.创建优化任务

在OPTIMIZATION模块，创建基于条件算法的拓扑优化任务。

2.创建设计响应

创建设计响应1：设计区域中所有单元的应变能总和。

创建设计响应2：设计区域中所有单元的体积。

3.创建目标函数

创建目标函数：最小化设计区域中所有单元的应变能总和(设计响应1)。

4.创建约束

创建约束：限制优化后模型应包含原始控制臂体积的57%。

创建几何限制1：限制拓扑优化形成的结构可以从锻造模具中脱模。

创建几何限制2：通过设置冻结区域，限制拓扑优化过程从结构上臂移除材料。

5.创建优化进程

在JOB模块，创建优化进程。 点击优化进程管理器中的提交进行分析。

三、执行优化

1.监控优化进度

点击优化进程管理器中的Monitor监控优化进度。 点击优化进程管理器中的Results查看优化结果。
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