7.1NASTRAN的拓撲優(yōu)化簡介設(shè)計優(yōu)化是為滿足特定推薦目標如**小重量、比較大***階固有頻率或**小噪聲級等等的綜合設(shè)計過程。這些推薦目標稱之為設(shè)計目標或目標函數(shù)。優(yōu)化實際上含有折衷的含義,例如結(jié)構(gòu)設(shè)計的更輕就要用更少的材料,但這樣一來結(jié)構(gòu)就會變得脆弱,因此就要限制結(jié)構(gòu)件在比較大許用應力下或**小失穩(wěn)載荷下等的外形及尺寸厚度。類似地,如果要保證結(jié)構(gòu)的安全性就要在一些關(guān)鍵區(qū)域增加材料,但同時也意味著結(jié)構(gòu)會加重。比較大或**小許用極限限定被稱之為約束。設(shè)計變量是一組在設(shè)計過程中為產(chǎn)生一個優(yōu)化設(shè)計可不斷改變的參數(shù)。MSC.NASTRAN中的設(shè)計變量包含形狀和尺寸兩大部分。形狀設(shè)計變量(如邊長、半徑等)直接與幾何形狀有關(guān),在設(shè)計過程中可改變結(jié)構(gòu)的外形尺寸;尺寸設(shè)計變量(如板厚、凸緣、腹板等)則一般不與幾何形狀直接**,也不影響結(jié)構(gòu)的外形尺寸。設(shè)計優(yōu)化意味著有在滿足約束的前提下產(chǎn)生比較好設(shè)計的可能性。MSC.NASTRAN擁有強大、高效的設(shè)計優(yōu)化能力,其優(yōu)化過程由設(shè)計靈敏度分析及優(yōu)化兩大部分組成，可對靜力、模態(tài)、屈曲、瞬態(tài)響應、頻率響應、氣動彈性和顫振分析進行優(yōu)化。有效的優(yōu)化算法允許在大模型中存在上百個設(shè)計變量和響應。蘇州工程MSC軟件解決方案Digimat-MF是基于Eshelby夾雜理論，采用Mean Field均勻化方法的多相材料非線性材料性能預測工具。
5.4非線性邊界(接觸問題)平時我們經(jīng)常遇到一些接觸問題,如齒輪傳動、沖壓成形、橡膠減振器、緊配合裝配等。當一個結(jié)構(gòu)與另一個結(jié)構(gòu)或外部邊界相接觸時通常要考慮非線性邊界條件。由接觸產(chǎn)生的力同樣具有非線性屬性。對這些非線性接觸力,MSC.NASTRAN提供了兩種方法:一是三維間隙單元(***),支持開放，封閉或帶摩擦的邊界條件;二是三維滑移線接觸單元，支持接觸分離，摩擦及滑移邊界條件。另外,在MSC.NASTRAN的新版本中還將增加全三維接觸單元。
Cradle熱流分析軟件是不可或缺的“前期”產(chǎn)品開發(fā)工具， 可確保在設(shè)計過程中及早識別出比較好的概念設(shè)計方案。寧波機械MSC軟件-digimat
多級超單元分析是MSC.NASTRAN的主要強項之一,適用于所有的分析類型,如線性靜力分析、剛體靜力分析、正則模態(tài)分析、幾何和材料非線性分析、響應譜分析、直接特征值、頻率響應、瞬態(tài)響應分析、模態(tài)特征值、頻率響應、瞬態(tài)響應分析、模態(tài)綜合分析(混合邊界方法和自由邊界方法)、設(shè)計靈敏度分析、穩(wěn)態(tài)、非穩(wěn)態(tài)、線性、非線性傳熱分析等。模態(tài)綜合分析:模態(tài)綜合分析需要使用超單元,可對每個受到激勵作用的超單元分別進行分析,然后把各個結(jié)果綜合起來從而獲得整個結(jié)構(gòu)的完整動態(tài)特性。超單元的剛度陣、質(zhì)量陣和載荷陣可以從經(jīng)驗或計算推導而得出。結(jié)構(gòu)的高階模態(tài)先被截去,而后用靜力柔度或剛度數(shù)據(jù)恢復。該分析對大型復雜的結(jié)構(gòu)顯得更有效(需動力學分析模塊)。寧波機械MSC軟件-digimat
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