2.5 失效安全优化

1.失效安全优化概念

标准的拓扑优化不考虑结构可能损坏的可能性，OptiStruct通常会把优化约束条件用到极限。失效安全（fso）优化则不同，要求即使部分结构受到破坏完全失去承载能力，剩余的结构依然可以安全工作，不至于造成灾难性的后果。失效安全优化会造成过于保守的设计而且计算量很大，一般只会用在航空、核能等特殊行业和一些特别场合。

图2-89 优化模型

2.失效安全优化例子

优化的模型如图2-89所示。

优化三要素如下。

优化目标：最小化质量。

设计约束：体积百分比小于30%。圆周对称，失效块的立方体边长为3。

设计变量：中间部分的单元。

操作视频

如果不在求解选项加上fso选项，OptiStruct会忽略模型中的fso设置。优化结果如图2-90所示。

图2-90 不考虑fso时的优化结果

不同局部失效模型的优化结果如图2-91所示。

fso优化的结果文件是Topology＿Solid＿Elems＿FSO＿des.h3d，优化结果如图2-92所示。

注意：如果设置的失效块数太多会导致大量的优化计算（因为每个模型都是一个单独的优化计算），需要找合适的计算资源来求解（大内存，多CPU）。

失效块数或者失效块的尺寸是一个经验值。不同行业不同应用会有很大的差别。

图2-91 fso优化时不同模型的拓扑优化结果iso图

图2-92 考虑fso时的优化结果