Abaqus脱钩优化仿真实例
一、引言
汽车结构含有大量钣金件，实现钣金件的合理设计，对提升结构安全性，节约生产成本具有重要意义。
二、问题描述
① 如下图所示结构，拖钩受集中力，其他部件产生相应的变形。
② 设计指标为在不同工况下，满足残余位移<5mm，塑性应变小于15%。针对不合格工况，需要在重量不变的情况下，进行结构优化达到目标值。
③ Abaqus提供的拓扑优化，形貌优化，起筋优化，尺寸优化均可进行设计优化。本文将介绍起筋优化和尺寸优化。
三、有限元建模
1.建立几何模型
完整模型包含很多对结果没有影响的部件，只选择需要的部件导入Abaqus中，此案例中拖钩和与之相连的拖钩套筒为三维变形实体，其余均为三维变形壳体。
2.赋予材料属性
① 创建材料属性，将弹塑性参数，密度等需要的物理参数输入。
② 创建截面属性，shell在这里赋予厚度，默认Simpson算法，5个积分点。
③ 将截面属性赋予对应的Part。
3.装配，创建Step
① part装配变成instance。
② 创建Static , Linear perturbation分析步。
4.相互作用
在拖钩处选取一个区域耦合到一个点，便于之后在此处施加集中力，不发生相对滑动的面之间直接用Tie约束。
5.载荷和边界条件
在挂钩上施加集中力，套筒底端处固定住全部自由度，如图所示。
6.网格划分
划分网格时优先选择四边形网格S4.在需要精细分析的部分细化网格。
四、优化功能
1.优化任务
本案例将创建一个基于条件优化算法的优化任务，选择需要进行优化的区域，并指定起筋的宽度为10mm，设计区域如下图所示。
2.设计响应
第一个设计响应为起筋高度。
第二个设计响应为设计区域中所有单元的应变能。
3.目标函数
以最小化设计区域的应变能为目标函数。（柔度表现为应变能之和，刚度是柔度的倒数，所以最小化应变能的目标函数等价于刚度最大化）。
4.约束
将起筋高度约束设置为10mm。
5.几何限制
模型中包含有多个part,为防止起筋时造成part之间的穿透，需要以设计区域附近其他part为边界条件。
6.创建优化分析Job
迭代次数选择默认的3次迭代即可。
五、结果展示
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