ỨNG DỤNG ANSYS
THIẾT KẾ TỐI ƯU CỦA TẤM PHẲNG CÓ LỖ Ở TÂM
Một tấm phẳng hình vuông ở giữa tấm là một lỗ hình tròn có ứng suất phân bố đều
lên lỗ là 30MPa. Mục đích của bài này là sử dụng phần thiết kế tối ưu trong Ansys để
hiệu chỉnh kích thước của tấm phẳng và lỗ làm cực tiểu hóa thể tích của tấm phẳng mà
không vượt quá ứng suất Von Mises lớn nhất là 53.19 MPa .
Tấm phẳng làm bằng vật liệu thép đàn hồi có E = 210GPa , Poisson’s ratio v = 0.3
* Design Variables (Biến thiết kế):
Tấm có các thông số thiết kế và khoảng giới hạn cho như sau:
Thông số GT nhỏ nhất GT lớn nhất
Chiều cao H 200mm 250mm
Chiều rộng W 200mm 250mm
Bề dày T 2mm 5mm
Bán kính R 20mm 45mm
* State Variables ( Biến trạng thái ):
Ứng suất Von Mises lớn nhất không vượt quá 53.19MPa.

* Design Objective ( Hàm mục tiêu ):
Cực tiểu hóa thể tích của tầm phẳng như hình bên dưới.

1. Khai báo biến thiết kế và các giá trị ban đầu của chúng:
Command:
ANSYS Utility Menu
Parameters → Scalar Parameters
Nhập : H = 0.22 & Accept (giá trị ban đầu là 0.22m)
Nhập: W = 0.22 & Accept
Nhập: R = 0.035 & Accept
Nhập: T = 0.004 & Accept
→ Close

PlotCtrls → Numbering → Mục LINE chọn ON & OK

4. Tạo lưới (Meshing).
Command:
ANSYS Main Menu
Meshing → Mesh Tool
Click on the Lines Set button
Chọn lines 2 & 3 & Apply
NDIV = 8 & Apply
Chọn lines 9 & 10 & 5 & Apply
NDIV = 12 & OK
4
Nhấn nút Mesh
Click chọn Area & OK

5. Đặt tải trọng và các điều kiện biên:
Command:
ANSYS Main Menu
Solution → Define Loads → Apply → Structural
Displacement → Symmetry B.C → On Lines
Chọn lines 9 & 10 & OK
Pressure → On Lines
Chọn line 5 & OK
VALUE load PRES value = 30MPa & OK
5

6. Thực hiện tính toán:
Command:
ANSYS Main Menu → Solution → Solve → Current LS
Nhấn OK -> Close
7. Xem kết quả đối với hình dạng kích thước ban đầu:
Command:

9. Ghi lại log file để ANSYS tính toán trong suốt mỗi bước của qui trình tối ưu:
File → Write DB Log File → Enter: Plate & OK
10. Tiến hành qui trình tối ưu hóa:
ANSYS Main Menu
Design Opt → Analysis File → Create & OK
→ Assign → Type Plate & OK
Tên của Log file được lưu lại ở bước vừa rồi.
11. Nhập các biến thiết kế và khoảng giá trị của chúng để hiệu chỉnh trong quá
trình tối ưu:
Design Variables
Add
Select H
MIN = 0.2
MAX = 0.25 & Apply
Select W
MIN = 0.2
MAX = 0.25 & Apply
Select R
MIN = 0.02
MAX = 0.045 & Apply
Select T
MIN = 0.002
MAX = 0.005 & OK
Đóng cửa sổ Design Variable
9

10
12.Nhập giá trị giới hạn để thiết kế( ứng suất lớn nhất) :
State Variables → Add
Chọn SMAX

Scalar Parameters
Selection enter: H = & Accept
Selection enter: W = & Accept
Selection enter: R = & Accept
Selection enter: T = & Accept
Close
14
ANSYS Main Menu
Solution → Solve → Current LS & OK
General Post Proc → Plot Results → Contour Plot → Nodal Solution
→Stress & Von Mises (SEQV) & OK
]
15