优化模块提供了各种设置，允许您配置拓扑优化任务。配置设置取决于您是为一般拓扑优化配置优化任务，还是为基于条件的拓扑优化配置优化任务。包括以下主题:
“配置一般拓扑优化任务”
“配置基于条件的拓扑优化任务”
配置一般拓扑优化任务
一般拓扑优化是一种灵活的、基于敏感性的优化，允许您将一系列约束和目标函数应用于模型。您可以使用优化任务编辑器自定义一般拓扑优化的各个方面。要定位编辑器，请从主菜单栏中选择Task-Edit-optimization任务名称。要指定一般拓扑优化，请选择Advanced选项卡并选择general optimization(基于灵敏度)。 包括以下主题:
“配置基本设置”
“配置扰动设置”
收敛“配置选项”
“配置高级选项”
配置基本设置
配置基本设置:
1.在优化任务编辑器中，单击Basic选项卡。
2.选择是冻结荷载还是边界条件区域。
建议您冻结应用指定条件的区域，因为您不希望在优化过程中删除这些区域。冻结这些区域可以稳定优化，并常常导致迭代次数显著减少。 配置密度设置
配置密度设置:
在优化任务编辑器中，单击Density选项卡。
选择密度更新策略。
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此设置控制优化模块在优化期间更新设计元素的相对材料密度的速度。在大多数情况下，您应该接受默认设置(正常)。然而，如果设计响应非常敏感，并且在满足约束方面存在问题，则可能需要更保守的速率，这需要更多的优化迭代。 在初始优化迭代过程中，指定每个元素的相对密度:
选择优化产品默认值，允许优化模块确定初始密度。如果选择材料体积作为约束，优化模块计算初始密度，使体积约束得到准确的满足。如果选择材料体积作为目标函数，每个元素的初始相对密度为50%。
选择指定并输入一个值(0.0 <初始密度≤1.0)。只有在选择体积作为目标函数而不是约束时，才应该使用此选项;如果您知道，在优化之前，将初始密度设置为较大或较小的值将满
足其他约束;例如，位移约束。可以将大于0.5的值与体积约束一起使用，以稳定非线性或接触问题，并改进收敛行为。
输入每个设计周期的最小密度、最大密度和最大更改。
最小密度必须大于0.0，最大密度必须小于或等于1.0。不建议更改密度界限，特别是上限。如果默认值导致几乎奇异的刚度矩阵，则可能需要增加下界。
数值实验表明，对于密度的最大变化值0.25(默认值)是可以接受的。对于复杂的设计响应和优化公式，建议采用密度变化的下限，如0.1。然而，较低的限制常常导致较高数量的优化迭代。
收敛配置选项
配置收敛选项:
在优化任务编辑器中，单击Convergence选项卡。
指定收敛准则。以下选项允许您指定一般拓扑优化的收敛准则:
指定何时开始检查收敛性
您可以指定优化模块开始检查两个收敛条件的迭代过程。至少在达到这个值之前，优化将一直继续。默认值是4。
指定要检查的收敛准则
您可以指定优化是否应该在满足其中一个收敛准则或同时满足两个准则时结束。默认值是必须满足这两个条件。
基于优化函数变化的收敛性
您可以指定优化将基于目标函数从一个迭代到下一个迭代的更改而结束。默认值是0.001。
基于元素密度变化的收敛性
单元密度是拓扑优化的设计变量。您可以指定优化将基于元素密度从一个迭代到下一个迭代的平均变化而结束。默认值是0.005。
配置高级选项
配置高级选项:
在优化任务编辑器中，单击Advanced选项卡。
选择通用优化算法。
选择是否删除区域中的软元素。
在拓扑优化过程中，优化模块在满足约束条件和优化目标的同时，将给定的质量分布在设计区域内。在优化的最后，结构包含硬(填充)和软(空洞)元素。软构件对结构刚度的影响可以忽略不计;但它们仍然与结构的自由度有关，从而影响优化过程的速度。“删除软元素”选项允许您选择一个区域，从该区域删除只有软相邻元素的软元素。删除的元素在需要时被重新激活;例如，如果在优化过程中力流发生变化。
选择删除软元素可以帮助Abaqus收敛于一个解决方案，因为这些元素否则会退化或崩溃，在优化非线性模型时推荐使用这些元素。此外。选择保守的密度更新策略，每个设计周期的密度变化较小，将提高结果的准确性。有关更多信息，请参见配置拓扑优化任务中的“配置密度设置”第18.6.2节。
如果选择删除软元素，则可以通过只删除具有相邻软元素的软元素来防止被删除的孤立的软元素。您可以将相邻元素定义为位于由平均边缘长度(默认值)指定的半径内，或者由您输入的值指定的半径内。如果单元的边缘长度在网格内变化很大，则根据平均边缘长度计算的半径可能会产生误导。
如果选择删除软元素，可以选择优化模块删除元素的方法:
支持连续性(标准)
选择喜欢的连续性(标准)，并输入一个相对的材料密度阈值，在删除软元素之前检查连续性。如果优化模型包含一个由硬元素组成的“孤岛”，这些硬元素通过软元素与模型的其余部分分离，则优化模块不会删除软元素。此外，优化模块保留软元素，防止硬元素相互移动;例如，有共同的边但没有共同的面的硬元素。如果一个元素的相对材料密度小于阈值，则认为该元素是“软的”，优化模块将其从分析中删除。
支持连续性(积极)
选择合适的连续性(侵略性)，并输入一个相对的材料密度阈值来去除软元素，而不管连续
性如何。如果一个元素的相对材料密度小于阈值，则认为该元素是“软的”，优化模块将其从分析中删除。
最大剪切应变
选择最大剪切应变，并进入最大剪切应变阈值。优化模块从分析中移除剪切应变大于阈值的元素。
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最小主应变
选择最小主应变，并输入最小主应变阈值。优化模块移除主应变低于阈值的元素。
最大弹塑性应变
选择最大弹塑性应变，并输入最大弹塑性应变阈值。优化模块删除弹塑性应变大于阈值的元素。
体积压缩
选择卷压缩并输入相对卷压缩。优化模块删除正在压缩的元素，并且这些元素的相对体积小于阈值。相对体积定义为，其中为变形单元体积，为原始单元体积。
如果您的模型使用外壳或薄膜元件，或者您的模型正在经历较大的变形，那么您应该选择体积压缩。
中国新闻出版报注意:您选择的软删除方法取决于材料行为和元素类型，您可能需要进行实验来确定最佳方法及其阈值。文件,托斯卡。，包含有关正在删除的元素的信息，并将帮助您确定最佳软删除方法和阈值。优先连续性方法提供了默认的相对材料密度阈值0.05。相反，strain和volume方法没有提供默认阈值，因为适当的值取决于您的模型;例如，关于材料的性质。
选择材料插值技术和罚因子。
优化生成密度接近于1的硬元素或密度接近于零的空元素。拓扑优化引入密度在1和0之间的单元，利用材料插值技术计算这些中间单元的密度和刚度之间的关系。SIMP(带惩罚的固体各向同性材料)插值方案定义了单元的密度和刚度之间的指数关系，适用于静态问题。惩罚因子应大于1，数值实验表明，3的默认值可以得到较好的结果。斜坡(材料性质的合理
近似)插值方法适用于动态问题。惩罚因子应大于0，数值实验表明，3的默认值可以得到较好的结果。
默认情况下，优化模块选择静态问题的SIMP插补方案，如果模型中出现至少一个动态负载情况，则选择RAMP插补方案。
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配置基于条件的拓扑优化任务
基于条件的拓扑优化使用应变能目标函数和体积约束。您可以使用优化任务编辑器来定制基于条件的拓扑优化的各个方面。要定位编辑器，请从主菜单栏中选择TaskEditoptimization任务名称。要指定基于条件的拓扑优化，请选择Advanced选项卡并选择基于条件的优化。
包括以下主题:
“配置基本设置”
“配置高级选项”
配置基本设置
配置基本设置:
在优化任务编辑器中，单击Basic选项卡。
微电子学与计算机选择是冻结荷载还是边界条件区域。
建议您冻结应用指定条件的区域，因为您不希望在优化过程中删除这些区域。冻结这些区域可以稳定优化，并常常导致迭代次数显著减少。
配置高级选项
配置高级选项:
在优化任务编辑器中，单击Advanced选项卡。
选择基于条件的优化算法。
选择是否删除区域中的软元素。
在拓扑优化过程中，优化模块在满足约束条件和优化目标的同时，将给定的质量分布在设计区域内。在优化的最后，结构包含硬(填充)和软(空洞)元素。软构件对结构刚度的影响可以忽略不计;但它们仍然与结构的自由度有关，从而影响优化过程的速度。“删除软元素”选项允许您选择一个区域，从该区域删除只有软相邻元素的软元素。删除的元素在需要时被重新激活;例如，如果在优化过程中力流发生变化。
我的老师璐君如果选择删除软元素，则可以通过只删除具有相邻软元素的软元素来防止被删除的孤立的软元素。您可以将相邻元素定义为位于由平均边缘长度(默认值)指定的半径内，或者由您输入的值指定的半径内。如果单元的边缘长度在网格内变化很大，则根据平均边缘长度计算的半径可能会产生误导。
如果选择删除软元素，可以选择优化模块删除元素的方法:
在删除软元素之前，选择标准删除以检查连续性。如果优化模型包含一个由硬元素组成的“孤岛”，这些硬元素通过软元素与模型的其余部分分离，则优化模块不会删除软元素。此外，优化模块保留软元素，防止硬元素相互移动;例如，有共同的边但没有共同的面的硬元素。
选择主动删除来删除软元素，而不考虑连续性。
如果需要，输入相对材料密度阈值。如果一个元素的相对材料密度小于这个值，则认为该元素是“软的”，优化模块将其从分析中删除。
选择优化模块在拓扑优化期间修改元素属性的速度。您可以选择速率(非常小、小、中、大)，并允许优化模块计算满足此速率所需的设计周期数。
或者，您可以选择Dynamic并输入设计周期的最大数量。最小设计周期数为10，默认值为15。减少设计周期的数量可能会导致优化过程中产生不期望的效果。虽然得到的结构具有相同的刚度(不同结果的应变能之和几乎相等)，但改变优化速度会导致解中的桁架构型不同。
选择第一个循环之后删除的卷。您可以输入百分比或绝对值。
默认情况下，优化模块在第一次迭代中删除5%的优化区域卷。在某些情况下，增加这个初始值将加速优化，而不影响解决方案，特别是对于在较大区域内应力相对较低的模型。反之，如果初始值过高，优化模块在第一次迭代中可能会删除过多的元素，导致优化失败或
结构粗糙。
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