abaqus優化模塊的案例
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。
基于Abaqus優化模塊的汽車擺臂的拓撲優化 ￥8
拓撲優化設計案例
3.1 拓撲優化設計過程
先試算Abaqus 初始結構模型，以確認邊界條件、結果是否合適，然后結合下圖的Abaqus/CAE 優化模塊，設置優化設計：
1) 創建優化任務。
2) 創建設計響應。
3) 應用設計響應創建目標函數。
4) 應用設計響應創建約束（可選） 。
5) 創建幾何限制（可選） 。
6) 創建停止條件。
7) 以上設置完成，進入Job 模塊創建優化進程，并提交分析。
3.2 汽車擺臂的拓撲優化
本例以下圖的汽車擺臂作拓撲優化對象，在滿足性能的前提下，最輕化結構。
3.2.1有限元模型
1) 材料：此汽車擺臂的有限元模型材料為鋼材，小應變；
2) 分析步：設置了3個線性靜態分析步；
3) 耦合約束：分別Coupling 相應節點到參考點上(A 、B、C、D)；
4) 邊界條件：約束B點的Y、Z自由度，C點的X、Y、Z自由度，D點的Z自由度；
5) 集中力加載：在1、2、3 分析步，分別對A點加載X、Y、Z方向的1000N集中力。
提交有限元模型進行求解，得到的結果如下圖，可大概了解結構的加載變形情況。查看應力云圖可知近藍色區域應力值幾乎為0，即其對結構強度并無貢獻，也正是拓撲優化需要刪除的區域。
展開 ANSYS結構優化模塊的形貌優化 ￥50
ANSYS Workbench 形貌優化主要是針對薄殼結構的強度，改變其表面形貌，如凸起，加強等。
原模型
整體變形為0.87mm。
質量約束為100%
形貌優化后，同質量下，整體變形為0.12mm，結構剛度明顯提升。
ANSYS結構優化模塊的形貌優化功能實例
0
1
背景
ANSYS 2022R1的結構優化模塊提供如下優化功能。
1）拓撲優化-基于密度；
2）拓撲優化-基于水平集；
3）柵格法；
4）形狀優化；
5）拓撲優化-混合密度法(公測版)
ANSYS 2023R1的結構優化模塊提供如下優化功能。
Isight多學科參數優化軟件模塊構成 附isight參數優化理論和實例詳解下載
運行門戶（Runtime Gateway）
監控和后處理界面，可以繪制多種曲線、曲面、散點圖、柱狀圖、表格等，結果運行完成后生成Summary報告給出優化運行時間、最優結果及設計變量、約束等用戶關心的問題。提供設計空間可視化（VDD）、工程數據挖掘（EDM）等后處理功能。
組件庫（Library/Add-OnComponent）
包含通用和專用的CAD/CAE及自編軟件接口。
優化算法庫（Optimization）
數值優化、全局優化、多目標優化、專家智能優化算法，是工程師開展設計優化工作的利器。
試驗設計算法庫（DOE, Design OfExperiments）
通過系統而有效的方法分析設計空間、篩選關鍵設計參數（減少問題規模）、評估設計變量影響以及辨別關鍵設計變量的交互影響關系。
近似模型算法庫（Approximation）
對于計算代價高昂的CAE分析，Isight用多種近似原理構造替代模型，減少優化中調用大規模CAE分析計算的次數，提高優化效率。近似模型還用于剔除輸入參數平緩變化而輸出參數卻劇烈振蕩的仿真噪音。
質量設計優化（Quality Desgin）
運用隨機仿真和優化理論（包括：蒙特卡洛仿真、Taguchi田口穩健性設計和基于6Sigma可靠性分析和穩健性設計DFSS，Design For Six Sigma），構成一個完整的、公式化的對可靠性和穩健性進行評價和改進的品質設計哲學框架。
下載地址：isight參數優化理論和實例詳解
展開 花了很久整理的Abaqus模塊介紹集合 附abaqus材料庫下載
另外，Abaqus/Aqua可記錄自由表面的高度，而且允許部分結構的浸沒，同時為部分或全部浸沒的結構提供特定的載荷庫。Abaqus/Aqua還提供了錨鏈、各向異性海床摩擦、樁腳連接單元、筒體結構的滑動線、纜繩單元等附加特征。
五、Abaqus/CFD流體分析模塊
純計算流體動力學求解器Abaqus/CFD基于混合間斷有限元法/有限體積法（FVM） 和有限單元法（FEM），可以解決與層流和湍流相關的流體力學問題，不用通過第三方軟件即可以在Abaqus/CAE里方便地實現Abaqus/Standard、Abaqus/Explicit與Abaqus/CFD的耦合，實現真正意義上的流固耦合或耦合傳熱。
六、Abaqus/ATOM優化分析模塊
集成Topo和Shape優化分析模塊，提供Abaqus/cae界面下的優化分析能力。拓撲優化是通過不斷修改最初模型中指定優化區域的單元材料屬性， 然后從分析模型中刪除/增加單元而獲得滿足設計目標的最優結構輪廓。
形狀優化是在已有的結構基礎上對零件的局部特征進行修改，從而減小結構應力集中等。
與其它優化分析軟件相比，其便捷和人性化的操作界面使學習更加的快速，同時其繼承了Abaqus 的算法優點，考慮接觸，幾何非線性以及材料非線性以及加工制造的約束，最大程度滿足用戶的需求。
ABAQUS/CM是專業的復合材料建模工具，可在建模初始階段考慮鋪層的工藝性能，確保復合材料鋪層在工藝上的可行性。避免在后期的研發周期上因重新設計而增加的成本。
目前，由CMA得到的空間不斷變化的纖維方向和鋪層厚度可直接提供給非線性隱式算法和顯示求解器，實現真實地仿真計算。
展開 Adams優化模塊應用基礎
優化流程:
第一步:在已有分析模型基礎上定義設計變量、優化目標;
第二步:切換 insight界面,選擇已有的設計變量、優化目標;
Factors:設計變量
注:tie綁定左右對稱的硬點坐標
Responses:優化目標
第三步:設置優化策略;
第四步:計算;
第五步:切換界面后點擊fit,查看并分析優化結果, Summary- Goodness-of-fit;
R2表示擬合的好壞,指的是回歸模型的平方和與原始數據的平方和之比,介于0~1之間,R2越大越好。但過高的R2也可能存在問題。
R2ad可以作為R2的補充,通常略小于R2,當遠小于時,說明有多余項,此時可以進行移除操作。
Residuals:表示原始響應與估算響應的差值,需檢查(上述二者檢查后之后)。
p表示擬合中是否有有用項,p越小,說明有用項越多,p=0.02,表示至少有一項與響應相關,p=03,表示表達式中的項與響應無關。
R/V表示模型的計算值和原始數據點之間的關系,越高越好,大于10表明模型的預測結果很好,低于4,表明模型的預測結果完全不可信。
residual表示初始響應值與估計響應值之間的差值,每一次試驗都會產生一個差值。但如果某次
差值過大,則可以是一個溢出值( outlier)。
Term significances值很小的項表示很好,即對響應有較大影響。
第六步: Export_HTML
Effect設計變量坐標值變化引起目標函數的變化,表示目標函數函數值變化后數值與原值的
比例,通過 Effect%可以得到對目標函數值影響最大的設計變量,其中正值表示設計變量與
目標函數的變化趨勢相同,反之亦然。
展開 讀書筆記：船舶設計優化與模塊化設計
原文重點介紹的內容其實是船舶設計中的仿真軟件的技術發展情況，不過我個人更關注本文引言部分對船舶設計方法論的分析，以及其中對模塊化設計思想的介紹。供大家參考。
船舶是復雜且復雜的產品，其設計受本質上相互沖突的參數控制。由于參數量大，要求復雜，其基本性質相互矛盾；有人認為，它們的設計是為了獲得最佳性能，并受到設計和制造的限制（即船東、法定機構等的設計限制，以及船廠設施的制造限制）。
·在有限的船型選擇中，可以設計和制造最佳設計。但存在以下限制：
·設計和制造最佳船舶的專業知識非常有限，目前僅嘗試過幾種船舶類型。
·設計和制造一艘最佳船舶的成本非常高，實際上沒有多少設計機構或造船廠能負擔得起。
盡管優化船舶是可能的，但由于不穩定的全球經濟狀況，影響船舶設計優化的關鍵參數（即石油的價格、海運需求和供應）確實發生了顯著變化。因此，船舶優化設計的定義本身就受到限制，在價格、石油需求和消費模式的參數值發生變化的情況下，一個優化設計可能不是一個最佳（favorable）的設計。
由于優化船舶的設計和制造成本太高，為了降低單位成本，可以采取另一種方法。在給定一組約束的替代方法中（即結合造船廠的受限能力）；
一艘船的設計不是為了“最優”，而是為了“接近最優”。此外，在航空航天工業成功實施模塊化的推動下（即波音的747、767 和787 系列，是波音 747 基本設計的模塊化變體），類似的模塊化方法可以用于船舶設計。
模塊化設計已被視為產品和組織設計的新邏輯，
因為它有助于設計和制造公司應對不斷變化的環境。
非常有前景是，通過以模塊的形式構思產品，設計和制造公司可以獨立地負責獨立模塊的設計和開發
（但合并了不同模塊之間的內部和內部依賴關系），并且新的創新設計可以簡單地成為不同模塊的聯合。
展開 史上最全Abaqus模塊介紹！
Abaqus/Aqua還提供了錨鏈、各向異性海床摩擦、樁腳連接單元、筒體結構的滑動線、纜繩單元等附加特征。
Abaqus/CFD流體分析模塊：
純計算流體動力學求解器Abaqus/CFD基于混合間斷有限元法/有限體積法（FVM） 和有限單元法（FEM），可以解決與層流和湍流相關的流體力學問題，不用通過第三方軟件即可以在Abaqus/CAE里方便地實現Abaqus/Standard、Abaqus/Explicit與Abaqus/CFD的耦合，實現真正意義上的流固耦合或耦合傳熱。
Abaqus/ATOM優化分析模塊：
集成Topo和Shape優化分析模塊，提供Abaqus/cae界面下的優化分析能力。拓撲優化是通過不斷修改最初模型中指定優化區域的單元材料屬性， 然后從分析模型中刪除/增加單元而獲得滿足設計目標的最優結構輪廓。
形狀優化是在已有的結構基礎上對零件的局部特征進行修改，從而減小結構應力集中等。
與其它優化分析軟件相比，其便捷和人性化的操作界面使學習更加的快速，同時其繼承了Abaqus 的算法優點，考慮接觸，幾何非線性以及材料非線性以及加工制造的約束，最大程度滿足用戶的需求。
ABAQUS/CM是專業的復合材料建模工具，可在建模初始階段考慮鋪層的工藝性能，確保復合材料鋪層在工藝上的可行性。避免在后期的研發周期上因重新設計而增加的成本。
目前，由CMA得到的空間不斷變化的纖維方向和鋪層厚度可直接提供給非線性隱式算法和顯示求解器，實現真實地仿真計算。因而在每個單元產生鋪層角度，真實反映了仿真和實際纖維結構，確保計算中可達到前所未有的真實性。
另外，CMA使復合材料結構的分析、設計和制造完美的結合在一起。
展開 SIMULIA 2023優化設計模塊Isight 2023新功能介紹
Isight是一個仿真分析流程自動化和多學科多目標優化工具，它提供了一個可視化的靈活的仿真流程搭建平臺，同時提供與多種主流CAE分析工具的專用接口，利用此工具，用戶可以方便的以拖拽的方式可視化的快速建立復雜的仿真分析流程，設定和修改設計變量以及設計目標，自動進行多次分析循環；同時提供了試驗設計、優化設計、近似模型和質量工程等一套完整的優化算法包，來幫助用戶深入全面的了解產品的設計空間，明晰設計變量與設計目標之間的關系，進而實現多學科多目標優化。
Isight包含多個模塊功能，包括：
設計門戶與運行門戶：設計門戶Design Gateway提供友好的界面與組件化的方式搭建復雜的仿真分析流程；運行門戶Runtime Gateway可以方便的監控和追蹤仿真流程的運行狀態，利用數據挖掘功能快速的分析并可視化的顯示優化結果。
優化算法包：提供試驗設計，近似建模，優化設計，蒙特卡洛分析，六西格瑪等各種優化分析功能，并且每種分析功能都包含多種技術策略。
展開 SIMULIA 2023優化設計模塊Isight 2023新功能介紹
Isight是一個仿真分析流程自動化和多學科多目標優化工具，它提供了一個可視化的靈活的仿真流程搭建平臺，同時提供與多種主流CAE分析工具的專用接口，利用此工具，用戶可以方便的以拖拽的方式可視化的快速建立復雜的仿真分析流程，設定和修改設計變量以及設計目標，自動進行多次分析循環；同時提供了試驗設計、優化設計、近似模型和質量工程等一套完整的優化算法包，來幫助用戶深入全面的了解產品的設計空間，明晰設計變量與設計目標之間的關系，進而實現多學科多目標優化。
Isight包含多個模塊功能，包括：
設計門戶與運行門戶：設計門戶Design Gateway提供友好的界面與組件化的方式搭建復雜的仿真分析流程；運行門戶Runtime Gateway可以方便的監控和追蹤仿真流程的運行狀態，利用數據挖掘功能快速的分析并可視化的顯示優化結果。
優化算法包：提供試驗設計，近似建模，優化設計，蒙特卡洛分析，六西格瑪等各種優化分析功能，并且每種分析功能都包含多種技術策略。
展開 
史上最全Abaqus模塊介紹！
另外，Abaqus/Aqua可記錄自由表面的高度，而且允許部分結構的浸沒，同時為部分或全部浸沒的結構提供特定的載荷庫。Abaqus/Aqua還提供了錨鏈、各向異性海床摩擦、樁腳連接單元、筒體結構的滑動線、纜繩單元等附加特征。
Abaqus/CFD流體分析模塊：
純計算流體動力學求解器Abaqus/CFD基于混合間斷有限元法/有限體積法（FVM） 和有限單元法（FEM），可以解決與層流和湍流相關的流體力學問題，不用通過第三方軟件即可以在Abaqus/CAE里方便地實現Abaqus/Standard、Abaqus/Explicit與Abaqus/CFD的耦合，實現真正意義上的流固耦合或耦合傳熱。
Abaqus/ATOM優化分析模塊：
集成Topo和Shape優化分析模塊，提供Abaqus/cae界面下的優化分析能力。拓撲優化是通過不斷修改最初模型中指定優化區域的單元材料屬性， 然后從分析模型中刪除/增加單元而獲得滿足設計目標的最優結構輪廓。
形狀優化是在已有的結構基礎上對零件的局部特征進行修改，從而減小結構應力集中等。
與其它優化分析軟件相比，其便捷和人性化的操作界面使學習更加的快速，同時其繼承了Abaqus 的算法優點，考慮接觸，幾何非線性以及材料非線性以及加工制造的約束，最大程度滿足用戶的需求。
ABAQUS/CM是專業的復合材料建模工具，可在建模初始階段考慮鋪層的工藝性能，確保復合材料鋪層在工藝上的可行性。避免在后期的研發周期上因重新設計而增加的成本。
目前，由CMA得到的空間不斷變化的纖維方向和鋪層厚度可直接提供給非線性隱式算法和顯示求解器，實現真實地仿真計算。
展開 電池箱模塊固定梁拓撲優化
優化設計有三要素，即設計變量、目標函數和約束條件。設計變量是發生改變從而提高性能的一組參數；目標函數要求最優的設計性能，是關于設計函數；約束條件是對設計的限制，是對設計變量和其他性能的要求。
詳細請下載附件查看：電池箱模塊固定梁拓撲優化分析方法
模塊固定梁優化設計.docx
基于ANSYS的多層堆疊模塊焊接殘余應力分析及選材優化
基于ANSYS的多層堆疊模塊焊接殘余應力分析及選材優化
張 彥，許 典，趙希芳
( 南京電子技術研究所，江蘇 南京 210039)
摘 要：分析了某多層堆疊模塊的焊接殘余應力，討論了各功能層不同選材、焊接順序對模塊殘余應力的影響，并給出了優化方案。利用ANSYS軟件進行有限元分析計算，采用ANAND本構模型描述焊錫的黏塑性行為，采用基于接觸的多點約束( Multi-point Constraint，MPC) 算法實現焊錫層與功能層的跨尺度自由度耦合。計算結果表明，焊接順序對模塊殘余應力影響較小，各功能層的選材需要綜合考慮模塊變形及應力安全裕度。剛度較大的底板層可以同時降低模塊變形和高溫共燒陶瓷( High Temperature Co-fired Ceram-ic，HTCC) 層應力。熱膨脹系數較小的蓋板層可以降低HTCC層應力，但會增大模塊整體變形。底板選用Al /SiCp( 65%) ，蓋板采用可伐合金，可以得到變形及應力安全裕度均滿足要求的方案。
展開 一種集成式熱管理模塊用水泵的噪聲優化研究
關鍵詞：集成式熱管理模塊；暖風水泵；流動噪聲；葉輪隔舌間隙
作者：鄭凡，金永鎮，鄧湘，卜江華，周龍龍
嵐圖汽車科技有限公司，武漢
隨著新能源汽車的快速發展，熱管理系統發揮著越來越重要的角色，而未來熱管理系統的發展趨勢是開發集成熱管理模塊系統，將冷卻液側和冷媒側的各系統部件集成在一個超級模塊里面，具有性能提升，減重降本的優勢。而新能源汽車對NVH性能的要求越來越高，集成模塊將多個回路的水泵集成在一個模塊里面，水泵安裝方式為插入式，水泵泵頭的形狀和尺寸也發生很大的變化。
集成式熱管理模塊的水泵為泵頭直接插入裝配在集成水壺（集成流道板）內。如圖1所示暖風水泵的入水口縮短直接插入集成水壺水道內，水泵與水壺水道之間采用徑向密封；暖風水泵的出水口縮短至蝸殼上跟集成水壺的水道直接相連配合。相對于傳統分布式熱管理系統，水泵安裝在支架上，布置位置調整度較大，進出水管口由膠管進行連接。集成水壺插入式水泵的蝸殼的形狀變化較大，水泵的出水口的脈動噪聲，湍動能等影響較大，且水泵的振動及腔體噪聲有放大風險。本文通過研究水泵蝸殼隔舌的圓角大小對水泵性能和流動噪聲隨流量的變化規律及特性，通過計算仿真及臺架和整車測試，來驗證一種優化水泵噪聲的方法。
展開 