Ziele und Bedingungen

Im PropertyManager Ziele und Bedingungen legen Sie das Optimierungsziel und die Zwangsbedingungen fest, die die mathematische Formulierung des Optimierungsalgorithmus definieren.

So rufen Sie den PropertyManager Ziele und Bedingungen auf:

  • Klicken Sie in der Struktur einer Topologie-Studie mit der rechten Maustaste auf Ziele und Bedingungen und wählen Sie eines der drei Optimierungsziele aus: Bestes Steifigkeit-Gewicht-Verhältnis, Masse minimieren oder Maximale Verschiebung minimieren.

Ziel auswählen

  Bestes Steifigkeit-Gewicht-Verhältnis (Standard) Der Optimierungsalgorithmus erzeugt eine Komponentenform mit der größten Steifigkeit basierend auf der Masse, die aus dem ursprünglichen maximalen Konstruktionsraum entfernt wird.

Wenn Sie Bestes Steifigkeit-Gewicht-Verhältnis auswählen, versucht der Algorithmus, die globale Übereinstimmung des Modells zu minimieren, die ein Maß für die Gesamtflexibilität ist (Kehrwert der Steifigkeit). Die Übereinstimmung wird durch die Summe der Dehnungsenergie aller Elemente definiert.
  Maximale Verschiebung minimieren Der Optimierungsalgorithmus erzeugt eine Form, die die maximale Verschiebung auf einem einzelnen Knoten minimiert (anhand einer statischen Studie berechnet). Wenn ein bestimmter Prozentsatz an Material angegeben wird, das von einer Komponente entfernt werden soll, erzeugt die Optimierung die steifste Konstruktion, die weniger als die ursprüngliche Konstruktion wiegt, und minimiert die maximale beobachtete Verschiebung.
  Masse mit Zwangsbedingung für Verschiebung minimieren

Der Optimierungsalgorithmus erzeugt eine Form, die weniger als das größtmögliche Modell wiegt und das Ziel für die Zwangsbedingung der Verschiebung nicht verletzt. Der Algorithmus verringert die Masse einer Komponente und beschränkt gleichzeitig die Verschiebung (maximaler beobachteter Wert der Komponente oder benutzerdefiniert an einem einzelnen Knoten) auf einen bestimmten Grenzwert.

Zwangsbedingungen

Zwangsbedingungen schränken die Lösungen für den Konstruktionsraum ein, indem Grenzwerte für die Massenmenge, die sich verringern lässt, und Leistungsziele für das optimierte Modell erzwungen werden. Die Zwangsbedingungstypen, die aufgrund des von Ihnen ausgewählten Ziels angewendet werden können, werden in der Benutzeroberfläche gefiltert. Sie können Zwangsbedingungen für Masse, Verschiebung, Frequenz oder Spannung angeben.
  Zwangsbedingung für Masse Legen Sie die Zielmasse fest, um die das Teil während der Optimierung reduziert wird. Wählen Sie eine der folgenden Optionen aus:

Masse reduzieren um (Prozent)

Geben Sie die angestrebte Massenreduzierung in Prozent an.

Masse reduzieren um (absoluter Wert)

Geben Sie den exakten Wert der Masse an, die aus dem maximalen Konstruktionsraum des Teils entfernt werden soll.
Der Optimierungsalgorithmus versucht, die Zielmassenreduzierung für die endgültige Form in einem iterativen Prozess zu erreichen.
  Zwangsbedingung für Verschiebung Legt den oberen Grenzwert für die ausgewählte Verschiebungskomponente fest. Wählen Sie unter Komponente die erforderliche Verschiebungsvariable aus. Wählen Sie eine der folgenden Optionen aus:

Angegebener Wert

Geben Sie den angestrebten Wert für die ausgewählte Verschiebungsvariable ein und legen Sie unter Einheiten die erforderlichen Einheiten fest.

Angegebener Faktor

Geben Sie einen Faktor ein, mit dem die maximale anhand einer statischen Studie berechnete Verschiebung multipliziert wird.
Wählen Sie eine der folgenden Optionen als Referenzeckpunkt für die Zwangsbedingung der Verschiebung aus:

Automatisch (einzelner Maximalpunkt)

Das Programm wählt standardmäßig den Eckpunkt der maximalen Verschiebung im Modell aus.

Benutzerdefiniert

Wählen Sie den Referenzeckpunkt für die Zwangsbedingung der Verschiebung im Grafikbereich aus.
  Zwangsbedingung für Frequenz

Modusformen

Fügen Sie die Anzahl der Schwingungsformen hinzu, um während der Optimierung eine Zwangsbedingung für Frequenz durchzusetzen.

Bevor Sie eine Topologiestudie ausführen, führen Sie eine Frequenzstudie mit dem Originalmodell (maximaler Konstruktionsraum) durch, um den Bereich der zulässigen Eigenfrequenzen zu untersuchen.

Vergleichswert

Wählen Sie eine von drei Optionen aus: ist kleiner als, um einen oberen Frequenzgrenzwert einzugeben, ist größer als um einen unteren Frequenzgrenzwert einzugeben, oder liegt zwischen, um einen Bereich zulässiger Frequenzen für die ausgewählte Schwingungsform einzugeben (z. B. 10-20).

Wert (Hz)

Geben Sie für jede Schwingungsform Frequenzwerte in Hz ein.

Schwingungsverfolgung

Wenn diese Option ausgewählt ist, überwacht der Optimierungs-Solver die Reihenfolge der ausgewählten Schwingungsformen, die von der Originalgeometrie abgeleitet werden, wenn während der Optimierungsiterationen Frequenzbedingungen durchgesetzt werden. Wenn Schwingungsverfolgung deaktiviert ist, verfolgt der Solver die aktuelle Reihenfolge der Schwingungsformen, wie bei den einzelnen Optimierungsiterationen abgeleitet. Beim Optimierungsziel einer 50%-igen Massenreduktion und einer Zwangsbedingung für Frequenz für die erste Schwingungsform ist es beispielsweise möglich, dass die erste Schwingungsform der Originalgeometrie zur zweiten oder dritten Schwingungsform der optimierten Geometrie wird.
Beispiel: Sie fügen eine Zwangsbedingung für Frequenz für eine bestimmte Biegeschwingungsform einer Platte hinzu (erster Modus in der ursprünglichen Plattengeometrie). Während sich die Modellform während der Iterationen ändert, verschiebt sich dieser Biegemodus in der Frequenzliste möglicherweise nach unten. Bei Auswahl der Schwingungsverfolgung verfolgt der Solver den gleichen Modus, während die Positionen in der Liste der Frequenzen verschoben werden, und die Bedingung wird auf derselben Schwingungsform erzwungen. Wenn Sie Schwingungsverfolgung deaktivieren, wird der ursprüngliche erste Biegemodus im Laufe der Iterationen eventuell durch eine andere Schwingungsform ersetzt. Der Solver wendet die Frequenzbedingung dann auf diesen neuen Modus an, der den alten Modus ersetzt.
  Zwangsbedingung für Spannung/Sicherheitsfaktor

Zwangsbedingung für Spannung

Wählen Sie Angegebener Wert aus, um die maximal zulässige von-Mises-Spannung für die optimierte Geometrie einzugeben. Wählen Sie Angegebener Prozentsatz aus, um die maximal zulässige von-Mises-Spannung als Prozentanteil der Zugfestigkeit des Materials einzugeben.

Zwangsbedingung für Sicherheitsfaktor

Geben Sie den minimalen Sicherheitsfaktor für die optimierte Geometrie ein. Das standardmäßige Versagenskriterium ist die maximale von-Mises-Spannung.

Nur für eine Topologiestudie mit festgelegten Zwangsbedingungen für Frequenz:

  • Angewendete Lasten oder vorgeschriebene Verschiebungen (einschließlich abgesetzte Lasten, Verschiebungen und Rotationen) werden bei der Berechnung der Resonanzfrequenzen nicht berücksichtigt.
  • Um eine abgesetzte Masse anzuwenden, wählen Sie im PropertyManager Abgesetzte Last/Masse die Option Verbindungstyp > Starr aus. Jede abgesetzte Masse, die Sie mit der Option Verbindungstyp > Verteilt anwenden, wird vom Solver ignoriert.