在Ansys Workbench環境中對構件的尺寸優化設計

主題:關于Workbench下構件尺寸的優化設計
工作環境:
1.應用軟件:Ansys Workbench 9.0 SP1
2.操作系統:WinXP SP2
3.硬件配置:P4 2.8G, DDR 2G, IDE HD 80G
研究目的:簡單起見,研究圓截面懸臂梁在自由端受Y方向作用力時,截面半徑和梁跨度對最大位移(端面)的影響,并且在截面積盡量小,梁跨度盡量大的情況下優化尺寸。
研究流程:
1. DM 下建立幾何模型:
生成一直徑為10mm跨度為50mm的圓截面梁,并且勾上半徑和跨度前面的參數框,此時會要求填寫參數名稱,將參數標志DS加到新命字中(我設的是DS_D1和DS_FD1)。
2. DS下首先在幾何模型的CAD Parameters中選上DS_D1, DS_FD1;然后設置材料性質(我用默認參數_Structual Steel),劃分網格(默認),在一端施加位移約束,在一端施加大小為100N的力,方向為Y負方向。在Solution模塊中,選擇Deformation->Directery Deformation, 方向選擇為Y軸,并且勾上Max Deformation項。最后添加Parameter Item-&gtarameter Manger,其中Parameter Manger分為上下兩欄,上欄為勾選的參量名字,下欄為當前情況下,各參量的值(Max Deformation還未算出,故為空),可以通過添加新行來設置各種參數組合(我的設置DS_D1為9,10,11;DS_FD1為40,50,60即9種情況組合),全部選中,Solve,此時相當于求解9次模型,有點費時間:( 此時得到的是最后一種情況下的計算結果。
3. 進入DesighXplorer,進行參數優化。
首先定義設計變量的類型(DS_D1為Radial,DS_DF1為length),然后點擊run, 開始分析。分析結束后,將會出現response欄,點擊展開后,可以看到最大位移和DS_D1,DS_FD1的三維示意圖,其中最大位移隨著半徑減小,和跨度增大而增大,符合我們的物理直觀。這時候可以通過Goal Driven Optimazation欄可以設定優化方向,例如我希望截面盡量小,跨度盡量大,并且優先考慮跨度的影響,優化目標是截面位移盡量小。通過左邊欄中設定搜索步長來尋找最優解。Generated之后,展開Candiates Designs后可以看到有三個優化解,還可以看到優化目標對優化參量的依賴性。
這是幾何建模中設定半徑參數。設定跨度參數類似。

Snap1.jpg



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在DS中記得把幾何模型中的參數選上

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在Solution中添加Parameter Manager

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Snap3.jpg

進入Design Xplorer設置設計參數

Snap5.jpg



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Run求解

Snap6.jpg



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得到三維參數圖

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設定優化目標

Snap9.jpg



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得到優化解

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