Beispiel 6: Topologiekonstruktion für eine Maximierung der Wärmeleitung
Verwenden Sie das Modell heat_sink.prt, eine Halterung, für dieses Beispiel.
Beschreibung
In diesem Beispiel wird gezeigt, wie die Topologieoptimierung für die Konstruktion einer leichten Struktur mit guter Wärmeleitfähigkeit verwendet wird.
Hervorgehobene Funktionen
Minimierung der Wärmeübertragungs-Einhaltung, Massenanteil-Bedingung, Montagebeschränkungen für periodisch (sich wiederholendes Muster)
Darlegung des Optimierungsproblems
Das folgende Optimierungsproblem wird erstellt und gelöst:
• Ziel:
◦ Minimierung der Wärmeübertragungs-Einhaltung
• Abhängig von:
◦ Massenanteil <= 0.2
Wenn das Ziel ist, die Wärmeübertragungs-Einhaltung zu minimieren, ist der Zweck, die Wärmeleitung im angegebenen Konstruktionsraum zu maximieren.
Analyse
Das Beispiel enthält eine Analyse. Die Lasten und Bedingungen werden im nachfolgenden Bild angezeigt:
Netzsteuerung
Maximale Elementgröße: 2 mm
Topologiebereich
• Referenzen:
Die Halterungs-Komponente, ausschließlich Volumenbereich 1, wie im nachfolgenden Bild gezeigt:
• Anfänglicher Massenanteil: 0.2
Wird der Massenanteil als Bedingung verwendet, so wird empfohlen, für die Randbedingungsgrenze und den anfänglichen Massenanteil den gleichen Wert zu verwenden.
• Montagebeschränkungen:
◦ Wiederholung des Musters entlang der X-Achse des Koordinatensystems (CS0), Steigung = 25 mm
◦ Wiederholung des Musters entlang der Z-Achse des Koordinatensystems (CS0), Steigung = 25 mm
◦ Min. Mitgliedsgröße: 4 mm
Es wird empfohlen, dass die Min. Mitgliedsgröße mindestens das Doppelte der Netzelement-Größe beträgt.
◦ Bruchverteilung: 0.5
Konstruktionsziel
Minimierung der Wärmeübertragungs-Einhaltung
Konstruktionsbedingung
Massenanteil <= 0.2
Optimierungsstudien
Die Studie bezieht sich auf den definierten Topologiebereich, Konstruktionsziele und Bedingungen.
Erweiterte Einstellungen:
• Maximale Konstruktionszyklen = 50
• Fügen Sie den DOPT-Parameter TPQVOL hinzu und legen Sie den Wert auf 0 fest.
Durch Festlegen des DOPT-Parameter TPQVOL auf 0 wird QVOL (interne Wärmeerzeugung) nicht mit Elementdichten skaliert. Daher wird die Wärme bei der Topologieoptimierung konstant gehalten. Dies ist erwünscht, wenn die Topologieoptimierung mit interner Wärmeerzeugung ausgeführt wird.
• Für Analyse-Ausgabedateien werden nur der erste und letzte Zyklus angefordert.
• Verwenden Sie Standardeinstellungen für alle anderen Analyse- und Konstruktionsparameter.
Topologieergebnis
• Topologieelement-Dichte-Isofläche
• Topologieelement-Dichte
Geometrie-Neukonstruktion
• Trianguliertes Modell
• Volumenkörpermodell
