基于ABAQUS的连接器端子件优化设计_20151129.pdf

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1、*基于ABAQUS的连接器端子件优化设计江丙云路析仿真（LuSim）工作室，上海201203摘要：针对金属零件的结构设计，提出一种基于应变能密度的分析和优化方法，使其满足强度需求的同时降低塑性变形。此方法结合Abaqus有限元模型的自动修改技术，以零件体积为约束，最小化节点的应变能密度为优化目标，在优化迭代循环中对指定零件区域的节点进行移动，使此区域的应力应变均匀分布，达到减小局部集中应力的目的。以电子连接器的金属端子件为例，应用上述方法对其进行优化设计，获得了具备更小塑性变形值，且结构性能增强的端子件结构。关键词:应变能密度；连接器端子件；优化设计；

2、结构分析中图分类号：TG386文献标识码：A文章编号：OptimizingDesignforConnectorTerminalBasedonABAQUSJIANGBing-yun1(1.SchoolofMechanicalEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Shanghai200240,China)Abstract:Astructuralanalysisandoptimizingdesignmethodbasedonstrainenergydensityisproposedforstructuraldesign

3、ofmetalpartstodecreaseitsplasticdeformation(PD)andmeetthestrengthrequirement.CombiningtheautomaticmodificationtechnologyofAbaqusfiniteelementmodel(FEM),thismethodissetthepartvolumeasconstraintcondition,andminimizethenodestrainenergydensitythroughmovingthenodeofFEMduringloopitera

4、tiontohomogenizestressdistributionanddecreaseconcentratedstress.Theterminalofconnectoristakenasanexampleanditsstructureisanalyzedandoptimizedwiththeaboveproposedmethodtoobtainanoptimizedterminaloflessplasticdeformationandmorestrength．KeyWords:StrainEnergyDensity;TerminalofConnec

5、tor;OptimizingDesign;StructuralAnalysis达到减小局部应力的目的。1引言所提出的优化方法，主要用于金属零件的结构优化设计，其针对结构的非线性有限元问题，所采用的节点局部逐点应如图1（a）所示的连接器广泛应用于电子、汽车等行业变能密度综合考虑了应变和应力，能够更好的表征材料变形中，对其体积要求越来越小的同时，更新换代快、开发周期短【4,5】，使其满足产品需求的同时降低应力、应变。【1】的时间要求更高，对其金属端子件进行循环“修改-完善”全文以图1（b）所示的连接器端子件为例，应用上述方的传统设计方法难以满足现代设计要求

6、，先进的有限元方法法对其进行优化设计，以获得具备更小永久塑性变形值，且【2】就成为支持产品设计的行之有效的工具。提高结构强度的端子件结构。但目前的产品结构设计，大多靠经验，规划几种设计方案，结合CAE分析择优选取，规划的设计方案并不一定是最【3】优方案，需采用自动优化设计方法加快产品的结构设计。故，提出一种基于应变能密度的全自动优化设计方法，此方法结合有限元模型的自动修改技术，以零件体积为约束，最小化节点的应变能密度为优化目标，在优化迭代循环中对指定零件区域的节点进行移动，使此区域的应力应变均匀分布，(a)电子连接器*基金项目：道然科技图书资助项目（2

7、014D-B11-10）作者简介：江丙云，男，路析仿真（LuSim）工作室首席仿真顾问，《ABAQUS工程实例详解》作者；主要研究方向：钣金成形、多物理场联合仿真等。1(a)ElectronicConnector流程加以阐述。此优化方法主要分为优化设置和执行优化两部分。优化设置部分主要是建立初始结构分析有限元模型，以及设计响应、优化约束和优化目标函数等；执行优化部分主要是在约束条件下，对逐次修改的有限元模型进行循环迭代求解，逐渐逼近优化目标。(b)金属端子件(b)MetalTerminal图1电子连接器及其端子件Fig.1ElectronicConne

8、ctorandTerminal2优化方法结构优化设计以数学中的最优化理论为基础，以计算机为手段