示例 4：带应力约束的拓扑设计
此示例中使用模型 hook.prt。
说明
此示例演示如何在拓扑优化中使用应力约束。使用应力约束的拓扑优化计算成本较高。
主要特点
最小化质量分数、应力约束、镜像对称制备约束、目标权重因子
优化问题说明
将产生并解决以下优化问题：
• 目标：
◦ 最小化质量分数，权重因子 1.0
◦ 最小化应变能，权重因子 2.0
• 满足条件：
◦ Von Mises 应力 ≤ 65 MPa
在工程设计中，应力一般为主要要求，您通常可能还希望部件具有合理的刚性。因此，在考虑应力的情况下最小化质量的优化可能导致非实体部件的开发。为适应这一情况，我们建议定义一个最小化质量分数和最小化应变能的组合目标。
在此例中，我们为最小化应变能目标分配较高的权重因子。这样做的目的是为了获取更极化的拓扑密度结果。
分析
此示例包含一个分析。载荷/约束如下图所示：
网格控制
最大元素尺寸：4 mm
拓扑区域
• 参考：
挂接组件 (不包括体积块区域 1 和 2) 如下图所示：
• 初始质量分数：0.5
如果指定了初始质量分数，对初始循环的设计约束不能违反太多。
• 制备约束：
◦ 对于 CS0 坐标系 YZ 平面镜像对称
◦ 最小成员大小：8 mm
◦ 分布分数：0.5
设计目标
定义两个目标：
• 最小化质量分数，权重因子 1.0
• 最小化应变能，权重因子 2.0
设计约束
Von Mises 应力约束应用于零件，体积块区域 1 和 2 除外，对它们应用载荷和边界条件。排除这些体积块是因为通常一些人为的较高应力可能位于这些区域。
应力约束上限为 65 MPa
优化研究
研究参考已定义的拓扑区域、设计目标和约束
高级设置：
• 对于分析输出文件，只请求第一个和最后一个循环。
• 对所有其他分析和设计参数，使用默认设置。
拓扑结果
• 拓扑密度等值面
• 拓扑元素密度
几何重构
• 网格化模型
• 实体模型
