基于ANSYS的电机支架的拓扑结构优化设计

基于ANSYS的电机支架的拓扑结构优化设计
问题描述：
汽车发动机支架，就是起支撑发动机的作用。支架上带有螺丝，可以调节电机皮带的松紧。电机支架的设计中，人们总是希望在满足设计要求的前提下尽可能地减少电机支架的质量，因此，对支架进行静力学分析和结构优化尤为重要。本文采用ANSYS Workbench软件对电机支架进行静力分析以及拓扑优化分析。
1. 创建三维实体模型
采用pro/e软件建立电机支架的三维模型。考虑到一些细小特征对整体性能影响很小，根据圣维南原理，对部分局部特征如螺纹、凸台等进行了适当的简化。简化模型既有利于提高有限元分析的效率，又不会影响支架的刚度和强度。电机支架三维模型。如图1.1所示。
2. 创建有限元模型
打开ANSYS Workbench的“Simulation”模块，将支架模型以pro/e原文件格式导入ANSYS Workbench中。由于ANSYS Workbench系统中的坐标系与三维模型设计过程中的坐标系不同，如没有特别说明，均为ANSYS Workbench中的坐标系。
按照设计要求，支架的材料为HT300，所以添加材料信息时，取弹性模量为（1.4x103）MPa，泊松比为0.24，密度为7200kg/m3，划分网格时，精度选取为低精度，其余为默认选项，以“Generate Mesh”形式划分网格，得到电机支架的有限元模型如图2所示。