一种基于有限元仿真的结构优化方法技术

本发明专利技术公开了一种基于有限元仿真的结构优化方法，属于通信技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种基于有限元仿真的结构优化方法


[0001]本专利技术涉及通信
，特别涉及一种基于有限元仿真的结构优化方法
。

技术介绍

[0002]在通信领域中，需要设计结构件更好地安装
、
固定通信设备
。
在满足安装强度的前提下，为了减小结构件的重量和尺寸，急需开发一种基于有限元仿真的结构优化方法用以优化结构件的设计，达到减小结构件的重量和尺寸的目的
。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种基于有限元仿真的结构优化方法
。
[0004]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案实现的：步骤1，建立结构件的初始三维模型，并导入有限元仿真软件；
[0005]步骤2，确定结构优化时的约束条件和目标函数；
[0006]步骤3，利用有限元仿真软件进行迭代优化，直至满足约束条件和优化目标；
[0007]步骤4，根据优化话的结构建立符合工艺要求的三维模型，并导入有限元仿真软件，校核该三维模型的结构强度；若不满足强度要求，进行步骤5，若满足强度要求，进行步骤6；
[0008]步骤5，更改步骤2中的约束条件后，重新步骤2至步骤4，
[0009]步骤6，满足强度要求，确定最终的三维模型，完成优化
。
[0010]本专利技术的进一步设置为：确定结构件优化时的约束条件为优化后的结构件体积为优化前体积的
0.5
，同时约束结构件关于平面几何对称；优化时的目标函数为结构件整体应变能最小
。
[0011]本专利技术的进一步设置为：利用有限元仿真软件进行迭代仿真，当有限元仿真不收敛时，需要调整约束条件，直至仿真收敛，得到已优化的结构件
。
[0012]本专利技术的进一步设置为：根据已优化结构件建立符合工艺要求的三维模型，使其便于生产
、
制造
。
[0013]本专利技术的进一步设置为：对新建立的三维模型进行强度校核
、
微调，直至确定最终的三维模型，完成优化
。
[0014]本专利技术与现有技术相比，具有如下有益效果：
[0015]利用仿真分析代替实际的加工经验，有效降低成本；
[0016]通过仿真时的迭代过程，更加清楚的了解结构件的优化过程；
[0017]利用仿真迭代更加快速的得出优化结果，缩短设计周期；
[0018]通过对优化结果进行几何与工艺约束，获得可加工性更好的结构
。
附图说明
[0019]图1为结构优化的流程图；
[0020]图2为待优化结构件模型；
[0021]图3为有限元软件优化后的结构件模型；
[0022]图4为根据图3建立的符合工艺要求的三维模型；
[0023]图5为优化后模型的强度校核
。
具体实施方式
[0024]以下结合附图对本专利技术作进一步详细说明
。
[0025]一种基于有限元仿真的结构优化方法，包括如下步骤：
[0026]1.
建立结构件的初始三维模型，并导入有限元仿真软件；
[0027]2.
确定结构优化时的约束条件和目标函数；
[0028]3.
利用有限元仿真软件进行迭代优化，直至满足约束条件和优化目标；
[0029]4.
根据已优化结构建立符合工艺要求的三维模型，并导入有限元仿真软件，校核该三维模型的结构强度；
[0030]5.
若满足强度要求，确定最终的三维模型，完成优化；若不满足强度要求，更改约束条件，重新进行优化，直至确定最终的三维模型
。
[0031]利用三维建模软件建立的三维模型保存为有限元仿真软件可导入的通用格式
。
[0032]结构优化时的约束条件为优化后的体积为优化前体积的
0.5
；结构优化时的目标函数为整体结构应变能最小
。
[0033]当有限元仿真不收敛时，需要调整约束条件，直至仿真收敛，得到已优化结构
。
[0034]根据已优化结构建立符合工艺要求的三维模型，使其便于生产
、
制造
。
[0035]对新建立的三维模型进行强度校核
、
微调，直至确定最终的三维模型，完成优化
。
[0036]图1为一种基于有限元仿真的结构优化方法的流程图，该方法的主要流程为：将建立的结构件初始三维模型导入有限元仿真软件；确定结构件优化时的约束条件和目标函数；利用有限元仿真软件进行迭代优化，直至满足约束条件和优化目标；根据已优化结构建立符合工艺要求的三维模型，并导入有限元仿真软件，校核该三维模型的结构强度；若满足强度要求，确定最终的三维模型，完成优化；若不满足强度要求，更改约束条件，重新进行优化，直至确定最终的三维模型
。
[0037]图2为待优化的结构件模型，由于结构件的几何模型
、
边界条件和载荷均关于图2中标红平面对称，因此优化时的几何约束条件为关于该平面对称
。
[0038]图3为有限元软件优化后的结构件模型，此时结构件的体积为优化前体积的
0.5
，且结构件整体应变能最小
。
[0039]为了实现结构件工艺上可加工，将图3模型简化为图4模型，然后将图4模型导入有限元仿真软件进行强度校核如图5所示，满足强度要求，完成结构件优化
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于有限元仿真的结构优化方法，其特征在于，具体包括如下步骤：步骤1，建立结构件的初始三维模型，并导入有限元仿真软件；步骤2，确定结构优化时的约束条件和目标函数；步骤3，利用有限元仿真软件进行迭代优化，直至满足约束条件和优化目标；步骤4，根据优化话的结构建立符合工艺要求的三维模型，并导入有限元仿真软件，校核该三维模型的结构强度；若不满足强度要求，进行步骤5，若满足强度要求，进行步骤6；步骤5，更改步骤2中的约束条件后，重新步骤2至步骤4，步骤6，满足强度要求，确定最终的三维模型，完成优化
。2.
根据权利要求1所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王全意，张婉萍，霍军旗，宋迎东，肖小龙，王广艺，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第五十四研究所，
类型：发明
国别省市：