Делал работу по Топологической оптимизации, но потерпел фиаско. Постарался подробно изложить всю информацию в презентации, а также прикладываю файлы проектов для возможности самостоятельной работы. Если кто-то сможет реализовать идею или объяснить как её реализовать мне, буду очень признателен.
Перед началом работы настоятельно рекомендуем ознакомиться с правилами форума.
Попытка использования Топологической оптимизации в проектировании зданий
4 декабря, 2020 - 18:37
#1
Witdo
Немного оффтоп:
Пытался войти в ТО ещё в прошлом семестре, вот моя делетансткая работа, может будет полезна для ознакомлениям кому-нибудь.
Я не понял вашу модель. Давайте по пунктам.
Ответы в соответствии с вашими пунктами:
2. "Наверное корректнее сделать оболочку, которая будет отражать собой ограждающие конструкции, и её исключить из расчёта." - изначально так и хотел. Но из-за мысли, что ТО работает только со статическим расчётом, решил, что в них нет необходимости, а при получении результата перераспределю нагрузки в соответствии с новой моделью и уже отправлю на проверочный расчёт.
Насчёт материала, т.к. задача запроектировать металлический каркас консоли, а он состоит из металла, предположительно С245, то и материал везде одинаковый.
Можете подсказать, какую жёсткость для ограждающей поверхности использовать? Думаю использовать витражное остекление, но не знаю какую для него можно взять эквивалентную жёсткость. Или просто можно взять жесткость на 2-3 порядка меньше основного материала?
Как лучше организовать контакт между оболочкой, передающей нагрузку, и основным телом? Через "Bonded"?
3. Мне кажется, что если бы я включил пол в исключение, то после ТО останется сплошной "металлический настил", хотя в реальности там было бы бетонное перекрытие, а под ним "сетка из балок" (рисунок 1). Наверное, создам перекрытие, и через него уже передам нагрузки и добавлю в Exclude.
4. Нагрузки заданы по комбинации РСП из SCAD. У каждого фрагмента (стены, полы, крыша, перед) посчитал суммарный веткор по трём основным осям и распределил по площади фрагмента (это намеренное упрощение). Тут какие вектора получились - такие и получились, ничего не поделаешь. Поэтому не считаю, что надо что-то переделывать в этом плане.
Подскажите как пошагово нагрузку прикладывать в Ansys, просто не использовал до этого.
И ещё вопрос: в ТО есть возможность сверять несколько нагрузочных вариантов между собой и чтобы итоговая модель удовлетворяла обоим варинтам?
Рисунок 1
Также про 1 пункт.:
1. Надо было приложить нагрузки непосредственно в области вторго этажа, а внутри объёма нельзя выделять поверхности (даже если можно, я не знаю как), поэтому разделил сначала на 2 части (верх и низ), а потом уже как-то получилось, что остальное поделили :D, наверное, да, можно было и обойтись без этого.
Ещё вопрос появлися: если заранее не знаешь, на сколько максимум по массе можно оптимизировать объект, то можно задать цель в 1%? Или лучше делать несколько заходов оптимизации: топологическая оптимизация (цель 90% от массы) -> обработка геометрии -> статичиский анализ -> топологическая оптимизация (цель 90% от массы) и т.д. по кругу; и так несколько итераций?
>>Можете подсказать, какую жёсткость для ограждающей поверхности использовать? Думаю использовать витражное остекление, но не знаю какую для него можно взять эквивалентную жёсткость.
Я бы просто прикинул на эквивалентной оболочке эту жёсткость. Нарисовать одну ячейку из типичного профиля и стекла и посчитать под единичными силами/моментами. Сильно большая точность здесь не нужна.
>>Или просто можно взять жесткость на 2-3 порядка меньше основного материала?
На худой конец сойдёт и так.
>>Как лучше организовать контакт между оболочкой, передающей нагрузку, и основным телом? Через "Bonded"?
Да, незачем мудрить. Связанный контакт с оптимизацией дружит.
>>Мне кажется, что если бы я включил пол в исключение, то после ТО останется сплошной "металлический настил", хотя в реальности там было бы бетонное перекрытие, а под ним "сетка из балок" (рисунок 1). Наверное, создам перекрытие, и через него уже передам нагрузки и добавлю в Exclude.
Ну так стоило нарисовать тогда перекрытие отдельным телом, сразу задать ему другой материал и исключить из оптимизации.
>>Нагрузки заданы по комбинации РСП из SCAD. У каждого фрагмента (стены, полы, крыша, перед) посчитал суммарный веткор по трём основным осям и распределил по площади фрагмента (это намеренное упрощение). Тут какие вектора получились - такие и получились, ничего не поделаешь. Поэтому не считаю, что надо что-то переделывать в этом плане.
Я уже некоторое время далёк от строительства, поэтому не буду настаивать. Но думается мне, что это всё-таки разные расчётные случаи.
>>Подскажите как пошагово нагрузку прикладывать в Ansys, просто не использовал до этого.
Вообще странно, пользуетесь оптимизацией, а куда более простой функционал прошёл мимо? Ну задаёте в настройках решения не один Load Step, а несколько. Все ваши нагрузки становятся табличными величинами. Заполняете эти таблицы в соответствии с теми величинами, которые каждая нагрузка должна реализовывать на шаге. Собственно, на этом и всё. Каждому шагу нагружения автоматически присвоится некоторое псевдовремя, по-умолчанию - просто равное номеру шага. Дальше после решения у вас будет возможность просматривать результаты для каждого момента времени. T=1 будет соответствовать первому шагу нагружения, T=2 - второму, и так далее.
>>И ещё вопрос: в ТО есть возможность сверять несколько нагрузочных вариантов между собой и чтобы итоговая модель удовлетворяла обоим варинтам?
Когда у вас в задаче несколько шагов нагружения, оптимизатор по-умолчанию пытается удовлетворить всем. Перенастроить это можно в разделе Objective оптимизатора.
Вообще вашу задачу я решал бы так. Выделил бы в один компонент оптимизационный объём и перекрытия, сделал бы их разными телами, но с shared topology. Назначил бы перекрытиям бетон, а оптимизационному пространству - сталь. К этому компоненту контактом приклеил бы фасады для передачи нагрузки. Сделал бы несколько шагов нагружения с разными сочетаниями нагрузок. Ну и отладил бы это всё для начала на грубой сетке.
Делайте в несколько итераций. Оптимизатор плохо работает на малых значениях остаточной массы. Это мне прямым текстом заявлял сотрудник ANSYS.
Добавить комментарий