3. Ưu nhược điểm của tối ưu hóa
4.4.2 Cấu trúc dầm chữ I
Ban đầu, một nghiên cứu topology optimization đã được thực hiện trên web của dầm tiết diện chữ I bằng thép được hỗ trợ đơn giản trong khoảng 5 m. Một thép chữ I loại UB 305x165x40 đã được chọn trên cơ sở đó là khá phổ biến để tìm thấy trong thực tế và chủ yếu là trong xây dựng. Sau đó, cấu trúc của dầm được tối ưu hóa so sánh với dầm tương tự nhưng có lỗ mở tròn, bằng cách thực hiện phân tích phần tử hữu hạn phi tuyến tính. Các nghiên cứu tối ưu hóa cấu trúc liên kết được thực hiện bằng phần mềm Altair Engineering. Các phần tử hữu hạn phi tuyến tính so sánh được thực hiện bằng ANSYS v.14.0. Một phân tích phần tử hữu hạn của cấu trúc được thực hiện để xác định đáp ứng cấu trúc có thể chịu đựng nổi: áp lực, chuyển vị, tải trọng, và những thứ khác.
Hình 2.20: Hình a: Dầm được được tối ưu hóa; Hình b: Dầm lỗ tròn.
Để thấy được sự khác nhau, khối lượng, điều kiện biên, vật liệu của hai dầm này là như nhau.
Hình 2.21: Biểu đồ phân bố ứng suất của dầm tròn.
Hình 2.22: Biểu đồ phân bố ứng suất của dầm được tối ưu hóa.
Dựa vào hai biểu đồ này, ta có thể thấy được sự phân bố ứng suất của dầm được tối ưu hóa đồng đều hơn. Ở dầm tròn, ứng suất cao nhất cũng cao hơn. Không chỉ thế, ta cũng
có thể vị trí ứng suất cao nhất là ở chỗ ngoài cùng bên trái và dưới những khe hở ít hơn những chỗ gần lỗ tròn của dầm chưa được tối ưu. Đồng thời, chúng ta có thể sự tối ưu hóa của thiết kế qua biểu đồ này.
Hình 2.23: Biểu đồ chuyển vị theo phương thẳng đứng so với tải trọng.
Dựa vào biểu đồ này, tải trọng chịu đựng của dầm tối ưu thì cao hơn. Ngoài ra, hai dầm này đều có vật liệu, khối lượng, điều kiện biên như nhau nhằm chắc chắn rồi thiết kế tối ưu hóa này có khả năng chịu tải tốt hơn.
5.Quy trình tối ưu hóa thiết kế
(Hình dạng ban
đầu) liệu,...
CHƯƠNG III: SHAPE GENERATOR TRONG PHẦN MỀM AUTODESK INVENTOR 2018
1.Giới thiệu sơ lược
Shape Generator là một cách tiếp cận mới để thiết kế các bộ phận nhẹ, hiệu quả về mặt cấu trúc.
Shape Generator cung cấp một chiến lược thông minh để tối đa hóa độ cứng của chi tiết dựa trên các ràng buộc bạn chỉ định. Công nghệ được tích hợp vào Inventor giúp thuận tiện trong việc kết hợp trong quy trình thiết kế của bạn. Shape Generator tạo ra một lưới 3D có thể được sử dụng để hướng dẫn sàng lọc thiết kế của bạn. Do vậy, thời gian tốt nhất để sử dụng nó là trong giai đoạn đầu hoặc giai đoạn thiết kế trên lý thuyết.
Hình 3.1: Hình ảnh trên minh họa mức độ mà Shape Generator có thể trở thành một phần của quá trình thiết kế.
Bước đầu tiên là tạo thể tích xây dựng hoặc xấp xỉ mô hình bộ phận. Mô hình phải chứa các điểm tiếp xúc cần thiết, chẳng hạn như hai vị trí ghim và bề mặt tiếp xúc nơi tác dụng lực.
Với thể tích xây dựng được xác định, bạn có thể chỉ định giữ (tránh) các vùng (quy trình sẽ không sửa đổi các vùng này khi tạo hình dạng hướng dẫn) và áp dụng các ràng buộc và lực lên chi tiết có thể gặp phải khi sử dụng.
Với các tiêu chí thiết kế được chỉ định, bạn chạy Shape Generator Study và nhận lại lưới để đáp ứng các tiêu chuẩn.
Lưới phục vụ như một hướng dẫn để thực hiện sửa đổi thể tích xây dựng mô hình. Các chỉnh sửa của bạn biến mô hình từ một sự gần đúng thành một thiết kế hoàn chỉnh.
Lưu ý: Shape Generator không được hỗ trợ cho các bộ phận hoặc nhiều bộ phận cơ thể (các bộ phận đơn lẻ chứa nhiều bộ phận).
Bài tập 1: Bracket Tổng quan:
Bước 1: Mở file và vào môi trường Shape Generator
Bước 2: Thêm Material và Constraints
Bước 3: Thêm Loads và Preserve Region
Bước 4: Điều chỉnh Shape Generator Settings và Promote Shape Bước 5: Thiết kế lại chi tiết
Bước 6: Phân tích phần tử hữu hạn
Hình 3.2 Qui trình tổng quan các bước.
Các bước thực hiện: