基于RAMP和ANSYS二次开发的结构拓扑优化

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1、圃国四圃仿一，建壤，CAD，CAM，CAE，CAPP基于RAMP和ANSYS二次开发的结构拓扑优化1江。‘牟淑志，杜春，牟福元(1．金陵科技学院机电学院，南京211169；2．中国电子科技集团公司第14研究所，南京210039)TopologyOptimizationBasedonRAMPandANSYSSecondaryDevelopment’。’--MUShu—zhiDUChuniangMUFuuan。j，y(1．SchoolofMechanical&ElectronicalEngineering，JIT，Nanjin

2、g211169，China；2．The14thResearchInstituteofChinaElectronicsTechnologyGroupCorporation，Nanjing210013，China)Abstract：ThepaperprogramsthestructuraltopologyoptimizationbasedonANSYSsecondarydevelopmentlanguageAPDLandUIDL．combinesthetopologyoptimizationmethodbasedonRAMPw

3、ithcommercialFEAsoftwareANSYS，solvestheproblemthatelementislimitedandtopologyoptimizationcannotbeappliedintoframestructureinANSYStopologyoptimizationmodule，broadenstheapplicationofANSYSinfieldoftopologyoptimization．Theprogrammakesfulluseofabundantelementtypes，powe

4、rfulcomputationandpostprocessingabilityinANSYS，canavoidproblemsofcomlexmodelincomutationaccuracandost-rocessinaenedinresearchoftopolootimizationwithotherpg，pyppghppgyproramlanuaeandisusefultotheresearchandacationoftoolootimizationmethod．Resultoftypicalpggg，pplipgy

5、psampleCclipshowsthattheprogramcangetgoodperformance．Keywords：topologyoptimization；RAMP；ANSYSsecondarydevelopment；APDL；UIDL9：连续体结构拓扑优化是继结构的尺寸优化和形状优化方法，许多经典算例表明该方法是十分成功和有效的。一“]化之后在结构优化领域出现的又新的研究方向。相对基于RAMP插值和优化准则法的变密度法拓扑优化程序于传统的尺寸优化和形状优化，拓扑优化处于结构的概在计算方法上采用有限单元法，通过不

6、断调整结构中单一元弹性模量念设计阶段，其结果是切后续优化设计的基础，因而结，从而改变结构总体刚度矩阵，最终达到寻找构拓扑优化能够取得更大的经济效益，对于工程设计具满足约束条件的最优解的目的。基于变密度法的体积约有更重要的意义。目前具有拓扑优化功能的软件主要有束下结构刚度最大化拓扑优化数学模型可以表述为：ANSYS、Hyperworks／0PTISTRuT、TOSCA等。ANSYS软11Pmin：c(x)=Z(xi)坍K▲u件中本身附带有结构拓扑优化模块，但只能应用于有限互z。的i2i5种单元类型，而且只能解决连续体结构问题

7、，具有。▲subjectto：口(x)=∑"乞XiV可一定的局限性。本文介绍了基于RAMP变密度法和优化准则法的拓K№F(1)⋯扑优化方法机理，采用ANSYS参数化设计语言APDL编O

8、相同初始变量和边界条件下，分别采用始体积∥为保留的体积分数m为优化域中单元的数目。ANSYS中的拓扑优化模块和本文的拓扑优化程序进行基于RAMP密度插值模型后结构的刚度矩阵足、柔t⋯优化，并对优化结果进行了对比分析。度函数c(x)和灵敏度C(x)分别可以表示为：1基于RAMP插值的变密度法阽(比．(2)