abaqus優化方法的案例
擠擴支盤樁支護基坑優化設計方法Abaqus有限元分析
1計算任務的描述
為探討基坑支護工程中擠擴支盤樁的優化設計方案，結合室內模型試驗結果，利用Abaqus軟件模擬支盤樁的成樁過程及成樁后基坑開挖過程，分析樁體受力特征及樁后土體變形特征，進而探討樁-土作用機制。模型設計平面圖如圖1所示。
圖1 支盤樁平面布置圖(單位：cm)
1--模型樁，2—反力梁，3—開挖臨空面，4—土工槽。開挖1mm長，反力梁距坑邊0.75m
長×寬×高=3.5 m×2.5m×2.8 m。開挖1.5m長
表1 地基土力學參數
混凝土樁與土層的接觸面參數設定為Kn=15 MPa，Ks=15 MPa，fric=15.
2 仿真計算采用的設備基本情況（CPU、內存等）
計算采用移動工作站Dell Precision 7510，CPU為 Intel Xeon E3-1535M 雙核處理器；內存為64GB。
3 計算模型的處理技術
（1）樁-土接觸模型創建技術
（2）不規則實體網格劃分技術
4 方法計算的機時耗費情況
計算耗費時間在一個小時以內。
5仿真計算的結果分析
圖2 樁-土裝配及耦合
圖3 樁-土裝配及耦合
圖4 樁后土體位移及樁身彎矩計算
6 結論
本文利用Abaqus通過以下工作的實施，實現了擠擴支盤樁基坑支護的優化設計：
（1）支盤樁復雜排架結構建模，以及樁-土接觸模型建模；
（2）成樁過程中樁-土相互作用模擬（樁擠壓土）；
（3）基坑開挖過程中樁-土相互作用模擬（土擠壓樁）；
（4）完成了樁體受力分析以及樁后土體位移分析；
（5）在此基礎上，提出了雙排擠擴支盤樁優化設計方案。
展開 基于拓撲優化方法的支柱布局優化設計 ￥10
如何在確保安全的前提下盡可能布置較少的支柱以提高甲板間空間的利用率，需要通過一種有效的優化策略，應用數學的方法來確定其優化位置。該問題屬于結構拓撲優化問題。
目前，拓撲優化技術已經在汽車工業、航空航天、建筑工程等領域得到了廣泛的應用。而目前大部分關于拓撲優化的研究，多是將精力集中在對結構材料布局的優化設計上，即在給定的邊界條件及工況下，設計出能達到優化目標的結構型式。而將拓撲優化方法應用于結構布局優化問題的研究尚不多見，盡管如此，現有的些許研究已經表明其具備一定的可行性。因此，本文擬采用拓撲優化方法，開展支柱布局優化設計的研究工作，為船舶支柱的前期設計工作提供技術支撐。
由于帖子中公式、圖片等編輯不是很方便，因此具體內容可見附件文檔。該文章為本人于2018年參加Altair技術大會的演講論文，在此和大家進行分享與交流。
基于拓撲優化方法的支柱布局優化設計.pdf
歡迎大家就此問題開展交流探討。以下收費內容為文章中懸臂梁算例與支柱布局模型的計算結果文件，有需要的童鞋可自行獲取，謝謝！
展開 ZEMAX OpticStudio 自由曲面優化新方法：TrueFreeForm 優化
全新的自由曲面優化方法：
TureFreeForm優化
概述
本文將示范如何使用OpticStudio的TrueFreeForm表面類型，設計AR/VR裝置中的人眼追跡系統(eye-tracking subsystem)，這個系統通常位于裝置的楔形透鏡結構中。此外，為了完成子孔徑(sub-aperture)矢高(sag)的優化，我們將用TrueFreeForm面的網格矢高(grid-based sag)達成目標。優化過程中，人眼追跡系統的像質可將不斷提升。
在OpticStudio中，TrueFreeForm面屬于序列模式下的一種面型。此表面結合了多項式(Polynomial)和網格矢高兩種面型的特性。以TrueFreeForm面進行設計時，我們還可以把網格矢高中的每個點作為目標，并且以非參數化(non-parameterized)的方式進行矢高的優化。當使用者想以局部區域為優化目標，或是多項式函數無法完整呈現矢高架構時，TrueFreeForm面會是一個好的選擇。
背景知識
在使用TrueFreeForm面進行設計時，我們能以多項式函數的型式，如雙錐 toroidal (biconic toroidal)、偶次項非球面(even asphere)、Zernike標準矢高(Zernike standard polynomial)、擴展多項式(extended polynomial)以及網格矢高定義的方式設定矢高。
展開 雙向漸進優化拓撲優化方法（BESO） ￥1.99
目前已知的拓撲優化方法主要包括均勻化方法、變密度法、水平集法和進化算法。其中以變密度法應用最多，是目前主流的商業軟件使用的方法。今天主要介紹進化算法，進化算法是謝億民教授提出的優化算法，該方法的思想在于剔除結構中的低效單元，保留對結構有益的單元，這種優化方法具有方法簡單，可直接借用商用有限元軟件實現等優點，這種方法不產生中間密度單元，經過改進也能避免拓撲優化中常見的數值不穩定，如棋盤格、多孔和網格依賴性等問題，具有良好的應用前景。
圖1 是一個簡單的進化方法優化的例子，通過逐漸刪除受重力作用下物體內的低應力單元，此物體最終進化為一個蘋果的形狀。優化開始時，原始模型中全部為實體單元，在迭代過程中，將部分低效單元替換為空單元，賦予其低彈性模量，使得其對結構影響不大。如果在接下來的迭代過程中，某些空單元被發現可對結構產生有益的作用，則將其轉化為實體單元，這也是這種方法被稱為雙向的原因，即單元可根據需要實現增加和刪除。
展開 
ZEMAX OpticStudio 自由曲面優化新方法：TrueFreeForm 優化
假如我們針對數據中的一點進行優化，則系統只會改變局部的表面結構，距離較遠的表面數據則會維持原樣。下圖顯示了一個簡化的一維平滑曲線模型。圖中的三條曲線分別以5個點定義出三次樣條(cubic spline)。我們可以看到圖中最左邊的點會在三條曲線間移動，但只會對距離最近的兩點產生影響。
接著，我們利用下圖將上述概念推廣到二維空間。我們先以二維網格的矢高值表示目標的表面結構，并選擇其中一點進行矢高的優化(圖中紅點)，可以看到只有藍色方形(5x5個點)內的區域會受到影響。
以上的例子告訴我們兩件事：
第一，以網格矢高的方式進行優化，我們可以將優化目標限制在局部的區域中；相對的，使用參數式優化時，每當我們對單一數值進行變更，則整個表面的結構均會發生變化。
第二，我們可以較輕易的產生特殊的表面幾何關系，而這是我們使用有限次的多項式函數難以達到的。
在使用網格矢高優化時有兩點需要特別注意。由于矢高網格會運用到三次方的內插法(cubic interpolation)，這代表由一組數據點所產生的曲線會受到幾何關系的限制。此外，用于定義網格的矢高數據量也是進行優化時重要的考量。數據點太多會降低優化的效率(變量過多)，且會對取樣產生負面的影響(在接下來的篇幅中詳述)。另一方面，若系統以過少的數據點進行優化，將難以產生最佳的優化表面。因此，在使用網格矢高的方式進行優化前，我們需要更謹慎的設定網格的參數。
實際案例
TrueFreeForm面網格優化
設定：
在這個范例中，我們將以一個具有自由曲面楔形棱鏡的頭戴式透視顯示器(optical see-through head mounted display)進行設計，此光學系統參考了Gao C. 和Hua H.的專利(EP3270194A1 )。
展開 最優化方法應用基礎－－－經典優化基礎電子書籍
最優化方法應用基礎
內容簡介：
最優化方法應用基礎 .part1.rar
最優化方法應用基礎 .part2.rar
最優化方法應用基礎 .part3.rar
基于 MIST 方法提出了點陣結構的尺寸優化算法（用于制造增材優化等課題） ￥800
本文工作中，在對點陣結構進行優化設計時，應用到了一種文獻中提到的方法移動閾值切面法（MIST 方法），基于 MIST 方法提出了點陣結構的尺寸優化算法。因此，本小節對 MIST 方法作簡要介紹。MIST 方法是仝立勇教授等在 2014 年提出的一種新的拓撲優化方法。MIST 方法通過定義一種目標函數的近似響應函數來判斷設計變量的更新方向（變大或變小）而不強調不同變量之間更新步長的差異。已經證明，對于一系列結構設計，MIST 方法可以在無需顯式靈敏度分析的條件下生成結構的最優拓撲。此外，該算法易于實現，并且可以與商業有限元軟件結合而無需對軟件源代碼進行任何修改。本小節后續部分將對 MIST 方法的具體過程作詳細介紹。
MIST 方法是一種新提出的拓撲優化方法，通常用來解決公式（3. 1）所示的優化問題。MIST 方法的目標是尋求變量 x 和 t 的合適值使得目標函數（例如整體結構應變能）的響應值最小。MIST 方法的核心思想是在設計域上張起一張積分形式響應函數（應力、應變等的函數）的響應面，然后用一個可移動的水平面去切割目標函數響應面，水平上方的區域為實體材料區域，水平面下方的區域為孔洞材料區域，兩個面的交界輪廓就演變成了拓撲結構的邊界。水平平面對應的目標值 t 取決于體積約束，如果當前迭代步的實體材料過多則增加 t 的數值使水平面向上移動，反之則降低 t 的數值使水平面向下移動，t 在每一步迭代步中的具體數值可以通過二分法等方式計算得到。與 SIMP 方法中的密度類似，MIST 方法定義了一種體積權重值來描述材料種類，體積權重為 1 表示實體材料，提及權重為 0 表示孔洞材料。
展開 Isight混合優化策略方法與實踐 附iSIGHT工程優化實例分析下載
下面用DOE抽樣與梯度優化混合策略為例簡述這一優化方法
輸入文件及模型放在同一目錄下：
Isight優化模型如下：
求min z=20+x.^2+y.^2-10*(cos(0.4*pi*x)+cos(0.4*pi*y))
其中：-5≤x≤5；-5≤y≤5
這是一個多峰多谷問題，理論最優解為：x=0，y=0，z=0.
導入Excel文件，設置輸入、輸出：
設置任務為混合優化策略，DOE和Optimization：
設置DOE抽樣方法、樣本數、變量、響應：
設置Optimization算法、變量、目標：
數據流如下：
混合策略流程結構如下：
運行計算任務，DOE抽樣計算結果如下：
Optimization將DOE的最優解作為優化的初始位置點：
最終求解的最優解為：
x=2.41E-6，y=6.33E-6，z=4.1E-10.
與理論最優解x=0，y=0，z=0一致。
x，y，z 解算歷程如下：
結果表明混合策略是成功的，達到了預期的效果。
下載地址：iSIGHT工程優化實例分析
展開 Solidthinking Inspire結構優化方法
Inspire生成的形狀具有如下特點：
良好的結構承載形式；
節省材料，結構效率高；
適應各種生產工藝，如擠出、鑄造和沖壓等；
設計后期所需改動少；
下面介紹Inspire做拓撲優化時的一些關鍵設置，以懸置托臂拓撲優化為例；
1、導入幾何模型、注意設置單位制
2、附材料熟悉
3、設置拔模方向
4、施加約束
5、施加載荷
6、運行優化
7、優化結果查看
8、分析結果查看
9、導入Evolve進行編輯造型
10、導入UG造型
Inspire結構優化設計+增材制造
文章來源：TSeer
ABAQUS案例-ABAQUS中的形狀優化模塊及渦輪軸的形狀優化分析 ￥3
本案例（附件中的inp文件）講述了ABAQUS中的形狀優化模塊，以渦輪軸的優化分析為例演示了ABAQUS中優化分析技巧及需要注意的問題。
最優化方法
最優化方法
簡要目錄:
最優化問題概述
線性規劃
無約束最優化方法
約束最優化方法
多目標最優化方法
動態規劃
最優化方法.part1.rar
最優化方法.part2.rar
板式換熱器優化設計方法
01
板式換熱器優化設計方向
近年來，板式換熱器技術日益成熟，其傳熱效率高，體積小，重量輕，污垢系數低，拆卸方便，板片品種多，適用范圍廣，在供熱行業得到了廣泛應用。板式換熱器按組裝方式分為可拆式、焊接式、釬焊式、板殼式等。由于可拆式板式換熱器便于拆卸清洗，增減換熱器面積靈活，在供熱工程中使用較多。可拆式板式換熱器受橡膠密封墊耐熱溫度的限制，適用于水一水傳熱。本文對提高可拆式板式換熱器效能的優化設計進行研究。
提高板式換熱器的效能是一個綜合經濟效益問題，應通過技術經濟比較后確定。提高換熱器的傳熱效率和降低換熱器的阻力應同時考慮，而且應合理選用板片材質和橡膠密封墊材質及安裝方法，保證設備安全運行，延長設備使用壽命。
展開 基于ADAMS的盤形軋制零件結構優化與故障診斷方法
摘 要：為研究在不新建軋制生產線的情況下實現小批量盤形零件的快速生產的方法，運用機械系統動力學自動分析(ADAMS)實現盤形軋制零件結構建模，并利用交叉相關能量比熵與融合門控周期裝置與雙向門控周期裝置的BiGRU-GRU網絡，提出盤形軋制結構零件早期故障診斷方法，并驗證結構優化與故障診斷效果。實驗結果表明，結構優化分析中的5 mm螺桿在0.1～1.0 s存在頻繁的波動。早期故障診斷方法分析中，交叉相關能量比熵優于其他指標方法，BiGRU-GRU網絡均方誤差為7.69×10-3,平均絕對誤差為5.06×10-3,均低于對比網絡。綜合來看，提出的結構優化方案具有科學性，而早期故障診斷方法具備有效性，對于盤形軋制零件生產具有重要意義。
關鍵詞：ADAMS;盤形軋制零件;故障診斷方法;交叉相關能量比熵;結構優化;
0 引言
軋制成形在零部件加工運用中具備較高的效率，這種制作方法能有效降低整體構件的成型負荷，從而使成形工藝更易于實現自動控制[1,2,3]。POURSAFAR等[4]針對軋制成形中的相關優化修改問題，在人工神經網絡的基礎上提出了產品回彈的預測方法；毛華杰等[5]為了解決帶縱筋平板軋制成形中的難度問題，提出了新型的軋制成形方法；謝亞琳等[6]針對T型環軋制成形中填充困難等問題，利用有限元模型的相關軟件提出了解決該問題的方法。然而，諸多軋制成形的方法通常無法兼具適應性，同時投資成本較大。因此，需要研究以不新建軋制生產線為目標。本文利用計算機輔助三維交互A(CATIA)構建三維模型，運用交叉相關能量比熵等提出零件早期故障診斷方法，其目的是制造小批量的小零件，并兼有適應性廣、投資低等優勢，以此提高生產效率。
展開 慣性釋放工況下拓撲優化方法探討
01概述
工業產品在面向DfAM設計過程中，拓撲優化作為底層關鍵技術為增材制造提供了無限的可能性，但是拓撲優化技術仍然具有局限性。
根據目前成熟的拓撲優化軟件的功能來看，大部分拓撲優化功能依賴特定工況，主要是靜態和動態線性結構分析，對于非線性靜態工況少數軟件可以進行拓撲優化，比如GENESIS所采用等效靜載荷(ESLs)方法。更多的工況問題只能通過工程師進行等效處理和變換，這就對工程師的基礎理論和工程經驗有著較高的要求。
拓撲優化（Topology Optimization）是一種根據給定的工況、約束條件和響應目標，在給定的區域內對材料分布進行優化的數學方法，是結構優化的一種。實踐中往往是在目標保持足夠機械性能的同時從零件中去除盡可能多材料。相比其他結構優化方法，拓撲優化是效率最高的優化方法。
拓撲優化技術存在的時間很長，但是由于拓撲優化得到的復雜設計無法通過傳統制造方法來實現，因此拓撲優化沒有得到廣泛的應用。但是通過增材制造可以解決拓撲優化后復雜結構的制造問題，因此拓撲優化技術越來越得到重視，開辟了一個全新的工程領域。
02 GENESIS優化軟件介紹
GENESIS是一款廣泛應用的結構優化軟件，它將有限元求解器和高級優化算法集成于一體，工程師可以進行多種類型的優化設計，使結構設計方案滿足輕量化要求、增材制造工藝要求等。作為專業級的結構優化軟件，GENESIS涵蓋了工程所需的各類結構優化類型，包括拓撲優化、形狀優化，尺寸優化，形貌優化，自由尺寸優化和自由形狀優化等，并支持混合優化。其主要特點如下：
內置快速，可靠，準確的有限元求解器和優化求解器，優化效率更高。
展開 車身焊點布置優化方法
4 結論
本文介紹的焊點布置優化方法已經在實際車型開發中得到應用，兩種方法各有千秋，傳統焊點布置優化方法，建模及計算時間短，但是性能覆蓋不全面，有一定局限性，非線性焊點布置優化方法在傳統方法的基礎上可以進一步覆蓋碰撞性能，但是計算時間較長，在項目開發過程中可以針對實際情況選擇相應優化方法對焊點進行布置。
