点阵优化
点阵优化使用优化后的点阵结构来填充设计空间。这实际上是一种传统的拓扑优化,实体单元在优化过程中会被替换为点阵结构的梁。
使用运行优化工具设置并运行点阵优化。

- 点阵优化只对实体有效,而且设计空间必须与非设计空间分离。
- 运行点阵优化时,您必须将优化目标设置为最大化刚度或最小化质量,所有优化约束则与拓扑优化相同。
- 点阵优化的结果显示为分析结果,而不是优化结果。点阵结果作为备选出现在“模型浏览器”中,且可使用“文件”>“另存为”命令以 STL 格式将其导出。


运行点阵优化
运行点阵优化时,选择最小化质量作为优化目标,同时明确定义应力和位移约束,这可以确保对优化问题进行清楚的定义并给出定义明确的目标。如果将最大化刚度作为优化目标,则会使用应力约束,但不会要求施加位移约束。在此种情况下,较高的质量目标通常能够产生最佳的结果。
点阵结构与固体结构所占据的设计空间相同,但刚性更小且能承受更大的应力。因此,与传统拓扑优化中所设定的设计目标相比,执行点阵优化时需要设定更为保守的设计目标。与占据相同空间的固体结构相比,点阵结构中的位移和应力通常要大五至十倍。由于不能始终准确地预估退化情况,因此在获取所需的点阵优化结果前,可能需要在执行优化时逐渐强化约束。
点阵尺寸

- 目标长度:点阵结构的梁目标长度。
- 最小直径:所允许的点阵结构的梁最小直径。
- 最大直径:所允许的点阵结构的梁最大直径。
目标长度对应父实体单元的边长。在定义点阵结构的梁的最小和最大直径时,应考虑到几何体的可操作性和预期制造流程的能力。如果长度直径比大于三,则会开始生成一个空心实体,而非真正的点阵结构。
完整和不完整的点阵结构

选择一个小于 100% 的百分比将会生成一个实体与点阵单元相混合的结构。一般情况下,使用该比例产生的结果不是很美观,要么参差不齐,要么不如人意。选择 100% 会将设计空间完全转换成一个经过优化的点阵结构。使用这一比例生成的结果直观且好看,设计和非设计区域之间的过渡也十分自然。
点阵属性


点阵直径结果类型
点阵优化运行成功结束时,会显示“分析浏览器”而非“形状浏览器”。


平滑点阵
您可以创建点阵结构的梁之间的半径,以便使用“分析浏览器”中的显示选项来显示“平滑点阵”。
点击“显示/隐藏云图”图标旁边的 按钮并选择平滑点阵,以创建点阵结构的梁之间的半径。

图 5. 平滑点阵开启
