3.2 设计变量、制造约束和控制参数
形貌优化主要用于寻找板结构上筋的最优布局，其本质是改变某些节点的坐标从而优化结构性能。它对模型结构改变较大，大多用在产品的概念设计阶段。
3.2.1 设计变量
形貌优化目前支持将壳单元和复合材料属性作为设计变量，定义前需要为设计区域单独定义属性，以便定义设计变量。若需要调整形貌优化的设计变量，可通过update面板进行修改。
3.2.2 制造约束
为了能够得到便于加工的结构，需要为形貌优化设计变量增加制造约束。OptiStruct中支持对称和模式重复两种制造约束。
对称约束可通过pattern grouping面板进行定义，OptiStruct支持形式多样的对称方式，如单平面对称、双平面对称、周期对称等，如图3-19所示。
图3-19 对称约束
若产品中存在多个形状相同或类似的结构，只是总体尺寸按比例缩放，就可通过模式重复来实现，即OptiStruct中的pattern repetition面板，如图3-20所示。pattern repetition面板可定义一个主（master）参考对象和多个从（slave）对象，主对象和从对象间定义比例缩放关系。若能生成形状相同、总体尺寸按比例缩放的结构，就只需要设计一次模具，成本将明显降低。
图3-20 模式重复
3.2.3 拉延筋控制参数
形貌优化中beam params面板的参数用于控制起筋参数，最小筋宽、拔模角度以及拔模高度三个基本参数控制了拉延筋的基本形状，如图3-21所示。实际工程应用中，起筋参数多由制造工艺、材料等决定，可向设计和生产部门咨询。
图3-21 起筋参数
对于拉延筋的方向，主要有两种方法进行定义：①沿单元法向，此方法需要保证单元法向方向一致；②用户自定义起筋方向，如图3-22和图3-23所示。
还有一些控制拉延筋方向的参数在bounds面板中。若希望严格沿bead params面板中定义的方向起筋，则将bounds面板中的Lower Bound设置为0，Upper Bound设为1。若希望筋也可以沿反方向，可将bounds面板中的Lower Bound设置为-1，Upper Bound设置为1。bead params面板和bounds面板共同决定了起筋的方向，如图3-24所示。
图3-22 沿单元法向起筋
图3-23 用户自定义起筋方向
图3-24 起筋上下限
在提取形貌优化结果几何文件时，可通过设置autobead参数来控制起筋的层数，单层筋更简单，生产更容易，但结果不如多层筋准确。多层能提取更多的优化结果特征，但制造成本更高。形貌优化几何提取只需要fem文件和grid文件即可，如图3-25所示。起筋层数可通过OSSmooth面板中的layers参数进行设置，单层和双层的效果如图3-26所示。
图3-25 提取形貌优化结果
图3-26 单层和多层起筋
除了提取优化后的几何外，形貌优化很多时候可按图3-27直接提取网格模型，并且优化时使用的材料、属性、约束、载荷以及分析步设置全都能提取出来，可直接用于验证分析。
图3-27 直接提取优化后的网格模型