6_APDL基础及仿真理论-多工况下的拓扑优化

!多工况下的拓扑优化

!学习重点：

!1、 何为拓扑优化

   !区分尺寸优化、形状优化、拓扑优化。拓扑优化是形状优化的一种特殊形式。网上资料和ansys help文件都有详细说明。

!2、单一工况载荷下的拓扑优化。单一工况拓扑操作流程很简单，APDL命令也很简单。Workbench也可以轻松实现。

!3、多工况下的拓扑优化。需要apdl用到lswrite 命令。目前不清楚如何完全由workbench完成多工况的拓扑优化。有可能在workbench中借助APDL命令来实现，按下不表，后期再做学习。(更新，这是以前写的了。貌似workbench做多工况也毫无鸭梨了，感兴趣的可以试试)

!案例如下：

   ! 平面应力问题。一个100*100的平面。左边固定，分别承受两种工况载荷情况。两种载荷并不是同时作用，所以要进行多工况下的拓扑优化分析。

首先，对只有向上作用力fy=100时，或者只有向下作用力fy = -100时进行topo分析，结果如下图

然后，对fy=100和fy=-100作为同一工况下加载，进行topo分析，结果如下图

然后，对多工况进行topo分析，结果如下图

上述结果可以证明，下列程序确实可以满足多工况的拓扑优化。但是处理起来复杂模型，还是多有不便，所以如何将其应用到workbench，是下一次考虑的重点。

!APDL命令：

finish

/clear

/prep7           !进入前处理

et,1,plane82      !定义能进行topo分析的单元，将其编号为1，其他编号则不参与优化。

mp,ex,1,2e11

mp,prxy,1,0.3       !定义材料属性

rectng,0,100,0,100     !画个矩形面

esize,2,0

amesh,all           !划分网格

nsel,s,loc,x,0

d,all,all       !定义fix约束，第一个工况

nsel,s,loc,y,100

f,all,fy,-100     !施加节点力，第一个工况

allsel,all

lswrite,1        !写第一个工况文件

ddele,all

fdele,all      !删除所有边界条件，以便于进行第二个工况的读写

nsel,s,loc,x,0

d,all,all          ! 定义fix约束，第二个工况

nsel,s,loc,y,0

f,all,fy,100       !施加节点力，第二个工况

allsel,all

lswrite,2       !写第二个工况文件

/pbc,all, , 1        !显示BC

finish

/solu

tocomp,mcomp,multiple,2    !两个工况的作用，定义目标函数名称为mcomp。如果是单个工况，则是tocomp，**，sing，1

tovar,mcomp,obj        !将mcomp定义为目标函数

tovar,volume,con,,50,     !以体积减少50%为约束函数

todef,0.001        !收敛容差0.001

toloop,30,1         !拓扑进行最多30步

finish

/post1

plnsol,topo     !显示优化结果

finish