Exemple 7 : Conception de topologie d'un mécanisme déformable
Pour cet exemple, utilisez le modèle compliant.prt.
Description
Cet exemple montre comment utiliser l'optimisation de topologie pour concevoir un mécanisme déformable.
Fonctions en surbrillance
Mécanisme déformable, maximiser la force de réaction, restriction de fraction massique, restrictions de fabrication de symétrie
Enoncé du problème d'optimisation
Pour la conception de mécanismes déformables, l'objectif n'est plus d'obtenir une structure aussi rigide que possible mais de trouver une configuration structurelle autorisant une déformation dans une direction prescrite.
1. Points d'entrée
2. Points de sortie
Les coins supérieurs et inférieurs sur le côté gauche affichent les points d'entrée A1 et A2. Comme ces deux points sont pressés ensemble, la conception finale presse les points de sortie B1 et B2. Le rapport entre les forces de réaction de sortie et les forces d'entrée est appelé l'avantage mécanique du mécanisme déformable.
La formule d'optimisation de ce problème inclut l'application d'un déplacement spécifié aux points A1 et A2 en entrée. Aux points B1 et B2, nous restreignons tous les mouvements et maximisons les forces de réaction dans la direction verticale.
Le problème d'optimisation suivant sera créé et résolu :
• Objectif :
◦ Maximiser la force de réaction au point de sortie B2
• Soumis à :
◦ Fraction massique <= 0.3
Analyse
L'exemple contient une analyse. Les charges/restrictions sont illustrées dans l'image ci-dessous :
Contrôle de maillage
Taille d'élément maximum (Maximum element size) : 0.2 pouce
Région de topologie
• Références :
Le composant, hormis la région de volume 1, 2 et 3, comme illustré dans l'image ci-dessous.
• Fraction massique initiale : 0.3
Lorsque la fraction massique est utilisée comme une restriction, il est recommandé d'utiliser la même valeur liée à la restriction que la valeur de fraction massique initiale.
• Restrictions de fabrication :
◦ Symétrie miroir sur le plan XY par rapport au repère CS0
◦ Symétrie miroir sur le plan XZ par rapport au repère CS0
◦ Taille min. de membre (Min. member size) : 0.4 pouce
Il est recommandé de définir une taille minimale de membre égale à au moins deux fois celle de la taille de l'élément de maillage.
◦ Fraction étalée : 0.5
Objectif de conception
Maximiser la force de réaction au point B2, translation de composant 3 (le long de la direction Z positive)
Restrictions de conception
Fraction massique <= 0.3
Etude d'optimisation
L'étude fait référence à la région de topologie définie, aux objectifs de conception et aux restrictions
Paramètres avancés :
• Nombre max. de cycles de conception = 30
• Pour les fichiers de sortie d'analyse, seuls le premier et le dernier cycles sont demandés.
• Utilisez les paramètres par défaut pour tous les autres paramètres d'analyse et de conception.
Résultat de topologie
• Isosurface de densité de topologie
• Densité de l'élément de topologie
Reconstruction de géométrie
• Modèle facettisé
• Modèle solide
