響應面模型
關注創建者：sjktzy 創建時間：2020-04-05
響應面模型的視頻教程
Isight--響應面分析+單目標或多目標優化--操作流程
本節課主要講解一下如何用Isight讀取已經處理好的數據進行響應面近似模型建立以及用NLPQL 算法為例進行講解單目標優化問題。多目標優化問題類似處理。
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基于iSIGHT+Workbench的開孔平板性能優化
借助iSIGHT與Workbench對開孔平板進行聯合仿真優化，并使用iSIGHT中的響應面模型進行優化加速。 視頻主要包含以下內容： Solidworks的參數化建模及參數命名規則； Workbench分析步驟設； iSIGHT與Workbench的參數關聯； iSIGHT的條件判斷功能應用； iSIGHT的響應面模型應用。
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Romax機電一體化模型的建立與響應分析
1、梳理建立機電一體化模型的思路和方法； 2、如何在Romax中建立電機的模型加入電磁力、轉矩脈動進行振動響應分析； 3、如何獲取romax中需要的徑向電磁力、轉矩脈動請參考電磁振動課程的思路進行分析； 4、通過經驗修形來指導傳遞誤差、接觸應力、單位長度載荷等分析； 5、通過RomaxV2遺傳算法來指導微觀修形設計； 6、如何添加響應節點，并且查看響應節點處的振動響應； 7、軸承處動態力的提取
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響應面模型的實例教程
3.2 響應面模型
對于本文選取的兩個優化變量，設排氣孔面積Avent為變量x1，排氣孔開啟壓力差ΔPdef（排氣孔開啟壓力與外部氣壓之差，著陸緩沖過程中可以假設外部氣壓為標準大氣壓）為變量x2，目標函數為響應y。
采用32析因設計兩個優化變量分別取3個水平可以進行9次仿真試驗。而采用中心組合設計在優化變量的取值范圍內對兩個優化變量分取2個水平，共4個點，加上4個軸點和1個中心點，同樣可以進行9次仿真試驗。利用兩種試驗設計方法取得9次仿真試驗的氣囊參數以及沖擊加速度最大值建立構造響應面所需的多元線性回歸方程，然后采用最小二乘法可得到方程的待定系數估計值代入二階多項式方程中可擬合出二階響應面如圖2和圖3所示。由響應面可以看出，與32析因設計相比，采用中心組合設計的目標函數呈現出一定的非線性特性。中心組合設計較好保護了二階響應面的彎曲性。
對擬合的響應面模型進行誤差分析可知，中心組合設計的最大擬合誤差為4.5%，相對均方根誤差為0.7%，誤差較小，因此該模型可以接受。而32析因設計的最大擬合誤差為10.6%，相對均方根誤差為2.1%?？梢姴捎弥行慕M合設計構造的響應面與采用32析因設計比較擬合精度較高。采用中心組合設計構造二階響應面模型比32析因設計擬合精度高、響應面彎曲性好，更接近實際系統響應特性。因此試驗設計方案選用中心組合設計。
3.3 優化結果
考慮到本文參數優化的規模，在HyperStudy中采用遺傳算法結合建立的響應面模型進行計算。因為緩沖氣囊參數優化的目標是函數的最小值，所以利用遺傳算法搜索響應面的最低點經過多次迭代最后趨于穩定可以得到緩沖氣囊參數優化的最優解，如表1所示。
展開 剛度響應面誤差R方值為0.991，滿足精度要求。
模態DOE分析
通過Isight自帶的nastran模塊聯合求解模態。由于需要進行模態跟蹤，通過meta和Python完成模態跟蹤。
meta&python在車身模態追蹤的應用
其中Meta Session文件如下：
后臺調用meta命令：
meta_post64.bat -noses -nolog -b -s META_post.ses
Python腳本如下：
Modetrack simcode模塊批處理命令如下：
扭轉模態響應面誤差R方值為0.973，彎曲模態響應面誤差R方值為0.961，滿足精度要求。
正碰DOE分析
通過simcode模塊分別調用lsdyna和meta進行正碰分析和結果提取。由于侵入量結果為矢量，需要通過Calculator計算侵入量極值。
最大加速度響應面誤差R方值為0.99，最大侵入量響應面誤差R方值為0.965，滿足精度要求。
由于不同學科的設計變量不一致，因此需要一個包含所有設計變量的模型用來統計質量響應?？梢杂袔追N不同的方法獲得質量響應。1.通過Excel對料厚設計變量進行計算獲得模型質量。2.通過更新一個包含所有設計變量的模型獲得模型質量，這種方法較方法1比較費時，但是為了說明該方法，本例中采用方法2進行。在基于響應面的優化過程中，可進行成千上萬次的計算，因此最好將模型質量也構建響應面模型。
模型質量DOE分析
基本過程：通過更新設計變量進而更新模型求解文件，然后后臺調用ansa運行Python腳本獲得模型質量，該方法可以在其他任何優化類型中用于獲得模型質量響應。
展開 (這個可以通過實驗設計,響應面模型方法得到輸出特性和設計參數的近似關系)
在穩健設計里面很重要的方法就是實驗設計和響應面方法,而這些方法的基礎
就是數理統計方差分析,大家可以參考一些這方面的書,我這里就簡單講講,不涉及到專業的數學問題.而且現在isight軟件的質量工程就有很多種的實驗設計方法和響應面模型方法,可以讓我們工程設計人員擺脫煩瑣的數學背景知識.
響應面<BR><Font color=#FF0000><B>.PS.:</B>該帖附件于2007-07-29 09:06:25被sgy800評為4星級，為發貼者加分80。
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
你會得到什么：
1、學習吊鉤的三維模型處理
2、學習吊鉤響應面分析步的建立
3、學習吊鉤響應面分析的載荷施加
4、學習吊鉤響應面載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 吊鉤響應面分析。
本案例完整得提供了分析相關所有分析文件。
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響應面模型的相關專題、標簽、搜索
響應面模型的最新內容
在工程仿真領域，一個長期困擾科研人員的悖論是：模型越精確，計算越昂貴；計算越昂貴，交互越遲鈍；交互越遲鈍，設計迭代越緩慢。 當COMSOL Multiphysics將深度神經網絡（DNN）、高斯過程（GP）和多項式混沌展開（PCE）三種代理模型深度集成到平臺中時，這一悖論被徹底打破——完整有限元模型（FEM）的"小時級求解"被壓縮為代理模型的"毫秒級響應"，而精度損失被控制在工程可接受范圍內。
首先利用LS-DYNA提取關鍵區域力學特征并借助時空分解進行系統解耦；隨后結合遺傳算法與目標級聯法進行參數反演，鎖定地板下部結構的最優剛度與阻尼；最后利用響應面模型完成下部結構（模塊化組件）優化設計，最終實現eVTOL地板加速度峰值的降低。該方法融合了LS-DYNA仿真與LPM快速迭代優勢，為航空器適墜性設計提供了高效的正向量化設計手段。
定義的載荷曲線是沖擊波的三角波函數曲線，在壓力卸載階段后自由面反射波回到加載面和載荷曲線的載荷疊加，導致壓力激增，該怎么解決啊
本案例適合哪些人學習：
1、學習型仿真工程師
2、理工科院校學生
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1、學習吊鉤的三維模型處理
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4、學習吊鉤響應面載荷的施加
案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
案例介紹了ANSYS workbench 吊鉤響應面分析。
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0.0112%
0.0071%
0.0081%
0.0393%
結果顯示均方根誤差在10^-4量級，表明所建立的響應面模型能夠較好的反應有限元模型，二者之間的差異較小，符合響應面模型的精度要求，可采用響應面模型代替有限元模型進行后續的修正計算。
元模型驗證（Meta Model Validation）：用于評估所生成的元模型（也稱為代理模型或響應面模型）在預測實際系統響應方面的準確性。
8.
Moldex3D Studio提供使用者便利的網格編修相關功能，能產生客制化的網格分布。使用者可使用Moldex3D預設網格參數來建立網格，此方式能大幅降低模型網格化的人工時間，不過，在個別情形下，亦提供使用者各類工具進行網格編修，進一步優化網格品質，使建模流程更加友善。
Moldex3D新增功能讓用戶于建模時能更客制化的生成所需網格，如更方便的撒點設定、自動替換接觸面表面網格、更彈性的進階表面網格生成參數
代理模型 (Surrogate Model)
代理模型與元模型，響應面模型都被稱為是近似模型(Response surface model)的方法之一。與介紹元模型的形式類似，近似模型是原始模型再進行一次建模的模型。
代理模型以數據為基礎，使用bottom-up方法。同時它不關注仿真內部邏輯如何工作，而只關注輸入和輸出的結果。使用設計變量的結果構成模型。
圖22 建模流程執行完成
效果對比
建模流程執行完成后，展開資源樹中模型聚合節點，單擊model選項，依次選擇輸出變量、勾選響應面自變量、并配置其它輸入變量的變量值后，單擊開始繪圖按鈕后，右側即顯示訓練得到的模型響應面信息，如圖23所示。
圖25 流程執行完成
效果對比
建模流程執行完成后，展開資源樹中AIAgent節點，單擊model選項，依次選擇輸出變量、勾選響應面自變量、并配置其它輸入變量的變量值后，單擊開始繪圖按鈕后，右側即顯示訓練得到的模型響應面信息，如圖26所示。
