Оптимизация сложной формы каблука Часть 1

   Дипломная работа на тему «Оптимизация формы тел сложной формы» является продолжением курсовой работы «Анализ конструктивных параметров каблука на его НДС». Подробней о предыдущих исследованиях можно прочитать здесь и здесь. 

Целью дипломной работы есть проверка возможности оптимизации формы каблука.

Рисунок 1 - Пример измененной геометрии модели каблука 

   Для проведения оптимизации было использовано несколько программных продуктов, а именно:

• АNSYS APDL – для автоматизации процесса оптимизации по физическим показателям каблука
• Autodesk Inventor – для построения геометрической модели
• Autodesk Simulation Multiphysics – для оптимизации формы каблука по геометрическим параметрам.

 Виды и формы каблуков в данной работе остались прежними, но с небольшими геометрическими изменениями:

• Нет выреза для конструкции с углублением "замок" (рис. 1)
• Геометрия каблука теперь не цельная, а с вырезами внутри, которые образуют сетку из ребер.

   Граничные условия и нагрузки остались без изменений.

   Для того, чтобы проанализировать, как влияют на поведение каблука физические свойства материала, было принято решение одновременно варьировать такими параметрами:

• Коэффициент Пуассона (от 0,1 до 0,4 с шагом 0,1)
• Модуль упругости (от 106 - 1014 с шагом 102)

  Также в качестве варьированных параметров выступают геометрические параметры, а именно толщины стенок сетки внутри тела (рис. 1). Значение толщин стенок варьируется от 1 мм до 4 мм. Также для сравнения необходимо рассчитать полый и цельный каблуки.

   Оптимизация по физическим свойствам материала требует многовариантных расчетов одной и той же задачи. Вручную изменять параметры долго, и есть большая вероятность ошибок вследствие действия человеческого фактора. В связи с этим было принято решение воспользоваться программой ANSYS Parametric Design Language (APDL). В этой программе был написан макрос, который автоматизировал расчет задачи с разными физическими параметрами с помощью цикла.

 Что касается изменения геометрических параметров, то здесь была использована ассоциативная связь между Autodesk Inventor и Autodesk Simulation Multiphysics. Благодаря этой связи, все параметры из Inventor’a (размеры, уравнения, материал и т. д.) автоматически импортируются в Simulation Multiphysics (рис. 2). Изменение размера толщины сетки непосредственно в Simulation Multiphysics позволило быстро рассчитать задачи с разными геометрическими параметрами.

Рисунок 2 - Изменение геометрических параметров 

   Результаты этих расчетов, и выводы будут опубликованы в следующей статье.