NX CAD設計者的拓撲最佳化

什麼是最佳化/優化?

最佳化/優化是在一組約束條件下選擇最佳數學設計的過程
最佳化中的三個主要考慮因素是：

1. 目標函數：最佳設計的標準是什麼？這是由目標函數定義的，傳統上去追求質量或重量最小化。在強度、頻率等方面可能還有其他目標函數。優化可以具有單個目標函數或多個目標函數。
2. 設計變量：可以變化的設計參數有哪些？定義最佳化任務的參數集稱為設計變量，可以是幾何尺寸，例如長度、寬度、壁厚、孔直徑、圓角半徑等。
3. 設計約束：我們想對結構施加什麼限制？設計約束通常會阻止結構違反應力限制、位移值、頻率等和/或限制模型的物理參數，例如壁厚和梁橫截面積。約束有上限和下限，例如位移可以限制為最大值和最小值。

什麼是結構最佳化？

確定可實現機械結構、設備或系統最佳性能的設計參數的過程。
結構最佳化大致分為三類：

• 尺寸最佳化：這些通常用於調整固定佈局。設計變量僅限於理想化參數，例如板的厚度或樑的橫截面。這種方法廣泛應用於航空航太、海事和土木工程。
• 形狀最佳化：通過改變現有幾何特徵（例如孔、圓角）的邊界來最佳化結構的整體形狀。它通常用於產品設計以改進現有設計。
• 拓撲最佳化：拓撲最佳化或自由形式最佳化用於生成材料佈局概念。它用於具有最大設計自由度的概念設計階段。