如何进行结构拓扑优化

如何进行结构拓扑优化

结构拓扑优化是实现结构轻量化的重要手段之一，通过对结构的拓扑优化，可以找到最合理的结构传力路径，设计工程师根据拓扑优化结果，对结构进行再设计，使其既能满足结构强度要求还能满足工艺要求。

拓扑优化的前提是零部件有轻量化的潜质和需求，一般轻量化的零部件加工难度要比常规零部件高，制造和采购成本也会随之增加，所以如果没有这种需求，从成本方面考虑，采用常规零部件更划算；

在进行拓扑优化前一定要搞清楚零部件的使用工况和边界条件，比如发动机悬置的固定方式以及受力工况，这些条件确定以后才能着手进行下一步工作；

确定拓扑优化的基本性能指标，比如对标零部件的结构强度、刚度以及低阶频率等等，当性能指标有了以后才为后面提高零部件的某些参数找到参考依据；

选择要进行拓扑优化的设计变量，比如密度、体积等等，确定了设计变量以后还需要确定要优化的设计区域以及非设计区域，比如零部件的安装孔位或者受力边界等等都属于非设计区域；

还需要确定约束条件以及目标函数，比如约束零件的某阶频率，使其达到质量最轻，当约束条件及目标函数创建完成以后就可以提交求解器进行求解，目前进行拓扑优化的分析软件特别多，Hyperworks软件下的Optistruct模块就是其中一个。