基于ANSYS的自行车车架的拓扑优化

1.引言

产品概念设计初期，单纯的凭借经验以及想象对零部件进行设计往往是不够的，在适当约束条件下，如果能充分利用“拓扑优化技术”进行分析，并结合丰富的产品设计经验，是有能力设计出更满足产品结构技术方案、工艺要求、而且更质轻质优的产品的。

拓扑优化主要思想是寻求一种能够根据给定负载情况、约束条件和性能指标，在指定区域内对材料分布进行优化的数学方法，对系统材料发挥最大利用率。

2.问题描述

车架是自行车的骨架和主体，它的强度、刚度和重量直接影响自行车的承载能力和轻便程度。随着自行车产业的发展，先后出现了各种结构形状的车架，例如左右两二角形车架，1个四边形和1个二角形车架和1根弯杠和1个二角形车架等。本实例使用ANSYS寻求为了在较轻重量的前提下获得自行车车架的最大强度和刚度。

本实例的模型比较简单为一长方形，长为1.2m，宽为0.6m。

3.软件的基本设置

图建立拓扑优化设计系统

图导入计算模型

图设置分析类型为2D

图设置二维模型为平面应变

图设置网格尺寸

图定义固定约束

图定义位移约束

图定义载荷

图开始静力学求解

图拓扑优化分析面板

图拓扑优化响应约束设置面板

图开始优化计算

图拓扑优化的计算结果

转自：ANSYS空间-公众号公众号，致力于创建覆盖结构，流体，传热，声学，疲劳断裂，优化设计与多场耦合面向工程应用的知识库，欢迎大家关注。

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