Оптимизация топологии (в NX)

[evgw 22]

Недавно я попробовал делать оптимизацию топологии в NX 8.

Сразу появился вопрос.

В качестве ограничений можно задать линейное перемещение (деформацию) и силу реакции.

А как быть, если для меня эти параметры не важны, а главное - чтобы деталь не сломалась, а точнее - не превысить предел текучести.

Как быть в таком случае?

Может быть NX не самая подходящая вещь для таких расчетов, тогда подскажите пожалуйста, какие программы для этого подойдут (при этом надо учитывать, что я конструктор, а не прочнист)?

[FSA-FSA 249]

Недавно я попробовал делать оптимизацию топологии в NX 8.

Сразу появился вопрос.

В качестве ограничений можно задать линейное перемещение (деформацию) и силу реакции.

А как быть, если для меня эти параметры не важны, а главное - чтобы деталь не сломалась, а точнее - не превысить предел текучести.

Как быть в таком случае?

Может быть NX не самая подходящая вещь для таких расчетов, тогда подскажите пожалуйста, какие программы для этого подойдут (при этом надо учитывать, что я конструктор, а не прочнист)?

Попробуйте Patran-ом в связке с Nastran-ом - а потом можно и к NX вернуться - тот же Nastran.

Или в FEMAP - там тоже должно такое быть.

Критерий по напряжению - обязан присутствовать, при наличии других. Скорее всего вы этот критерий не заметили.

[evgw 22]

Там можно создать Design response - Stress/Strain.

Потом в Design Objective можно поставить этот Stress/Strain на минимум или на максимум.

Только что мне это даст, не совсем понятно.

[FSA-FSA 249]

Там можно создать Design response - Stress/Strain.

Т.к. механизм в NX скорее всего основан на NASTRAN - если действовать по Аналогии с Патраном - Вам в выборе настроек оптимизации надо выбрать - Customized Solution - там должна быть кнопка TOPOLGY, поле для выбора домена (объема) - подвергаемого оптимизации, И ограничения (Objecive Constraints) - это степень сброса массы - т.е насколько сильно Вы хотите сбросить Вес - например до 0,3 от исходной, ну и кнопка управления итерациями (Optimization control) - ее для начала можно не трогать.

Не уверен - что все будет именно так - но приблизительно должно соответствовать ...

Далее выполняется счет...

Далее идет спецефичное Действие для Патрана (не знаю как в NX) - обработка рез-тов оптимизации - Post Processing Optimization Result - выполняется отбор элементов по условия попадания в целевой допуск (treshold), и сглаживание оптимизированной сетки. Но думаю - это специфично для Патрана, будет ли похоже в NX - не уверен.

На этом этапе Вы получаете оптимальную по массе ТОПОЛОГИЮ (т.е. результирующая топология зависит от степени заданного облегчения конструкции ) - Толщины ("мясо") на оптимизированной структуре - можно варьировать через Treshold. Непосредственно - напряжения Задать не получиться (тут я Вам намутил выше - т.к. это делается в Deign Optimization SOL 200) - а это не зависит от величины напряжений (это как бы пронормированый параметр)

Основной параметр - коэфф. целевой массы - при его уменьшении - топология становиться более "ажурной" - начинает разветвляться - т.к. стремиться к безстеночной (если не накладывать ограничения на выбор домена) - стержневой конструкции

Далее можно при необходимости накинуть "толщину" - для получения заданных напряжений - или же приняв полученную топологию - переподготовить модель для Design Optimization по SOL 200 - уже с заданием ограничивающих напряжений и диапазона и шага - толщин ... и ограничивающей массой ...

Ч. говоря - 3D оптимизация - весьма рессурсоемкое занятие - для внятных результатов - сетка должна быть весьма мелкой. Я обычно ограничиваюсь плоскими моделями - а потом уже ее перестраиваю в 3D Shell модель - и делаю Design Optimisation по толщинам или даже размерной цепочки из длин ребер ...

Вот, что получилось у человека <noindex>http://www.deskeng.com/virtual_desktop/?p=6509</noindex>

[evgw 22]

Хотелось бы понять главное.

Можно ли сделать оптимизацию топологии так, чтобы оптимизировать по пределу текучести, т.е. чтобы убрать максимум металла и не превысить предел текучести?

Что для этого надо, Ansys или Nastran/Patran?

А что касается ресурсоемкости, то, думаю, с этим проблем не будет. У меня компьютер Core I7 самый мощный и 24 гига оперативы. Если есть необходимость и возможность, то можно использовать несколько таких машин подключенных в сеть.

Кстати, ещё вопрос. Можно ли в NX/Ansys/Nastran/Patran задействовать для ускорения расчетов несколько компьютеров по сети?

[FSA-FSA 249]

Хотелось бы понять главное.

Можно ли сделать оптимизацию топологии так, чтобы оптимизировать по пределу текучести, т.е. чтобы убрать максимум металла и не превысить предел

Я отвечу - и да и нет ... В один ход то чего вы хотите мне кажется - не получиться в Nаstran/Patran штатными средствами - без кодирования и ковыряния в картах

Оптимизация топологии - не выгрызает металл - она ищет оптимальную "ФОРМУ" - . Выгрызание - это лишь видимая часть метода ее поиска

Эта форма - может быть простой или сложной. Сложная (Комплексная) она становится при задании максимального облегчения конструкции, и она не зависит от предела текучести материала (при линейной постановке) или величины нагрузки -но от граничных условий и отношений величин нагрузок - в случае сложного нагружения

Посмотрите идеологию работы - возможно станет понятно, что я имею ввиду - и чего стоит ожидать от топологической оптимизации

Обратите внимание - уже после этапа получения топологии c 40 секунды - на нее накидывают "мясо". Вот на этом этапе - теоретически напряжение в элементах конструкции - стремится к единой величине - поэтому зная эту величину - достаточно - увеличить площадь сечения кратно для всех сечений конструкции - для того что бы получить искомое напряжение

Эта прога бесплатна - и ее можно взять в сети ... <noindex>http://sawapan.eu/sections/section79_topos...t/download.html</noindex> - она довольно интерактивная и хороша для общего понимания, практическая полезность невелика

Хороший инструментарий топологической оптимизации - в Патран ... Хотя - им только и пользовался

Но возможно уже и есть инструментарий о котором вы говорит - эдакая кнопка "шедевр" - но мне это неизвестно .. Популярностью в самолетостроении для оптимизации пользуется также Altair OptiStruct

Особой склонности к распараллеливанию - не заметил - это не сильная сторона Настрана, он - в состоянии задействовать ядра - на определенных типах расчета. Эффективность не высока - по сравнению например с Абакусом.

В последних версиях Абакуса - была добавлена возможность топологической оптимизации, но ч. говоря - я ее даже не смотрел там ...

[Radon 14]

Siemens вебинар выпустила на эту тему, где достаточно подробно всё описано <noindex>http://my.comdi.com/record/78715/</noindex>

[MADK 0]

Кто-нибудь в курсе, как сделать, чтобы при оптимизации процессор использовался полностью. Сейчас грузит только на 50% (одно из 2-х ядер). В обычном решении в параметрах решателя ставится число ядер/процессоров, а при оптимизации как? 

[-2k- 1]

А есть у кого-нибудь запись вебинара по топологической оптимизации или просто пример, по которому можно разобраться как это делать?

[vl 327]

Можно ли сделать оптимизацию топологии так, чтобы оптимизировать по пределу текучести, т.е. чтобы убрать максимум металла и не превысить предел текучести?

Нет.

Теоретически данный метод подразумевает линейную целевую функцию. А если напряжения считаем по Мизесу, то понятно, что здесь нет линейности.

Обойти это можно, если ограничивать не эквивалентные напряжения, а просто напряжения. При этом понятно, что в голове держим некоторый запас + требуется проверочный расчет.

Именно так делается сейчас в OptiStruct.

В Tosca есть возможность считать нелинейные модели, и соответственно, наверняка есть поддержка эквивалентных напряжений (наверняка, через квадратичную линеаризацию). Но сходимость при этом существенно снизится - потребуется большее число итераций.

Скорее всего ни того ни другого в NX нет