ansys響應面優化案例的案例
基于ANSYS DesignXplorer冷熱水混合器響應面優化 ￥9.9
案例描述：冷熱水混合器使用Fluent進行流體分析，使用DesignXplorer進行響應面優化。
利用ANSYS WORKBENCH平臺的響應面優化暨Icepak評估125kw儲能變流器散熱方案
在ANSYS WORKBENCH內建立響應面優化任務
如上圖，模塊IGBT位置固定，下部銅板尺寸固定，熱管截面尺寸固定。散熱器截面寬和總高固定。機箱尺寸和風扇位置固定。確定以下輸入參數：(1)散熱器Z向起始坐標: hs_start；(2)熱管Z向起始坐標: hs_start+5 ；(3)熱管Z向終止坐標: hs_end-5 ； (4)散熱器Z向終止坐標: hs_end ； (5)散熱器底板厚度: base； (6)散熱器齒間距：spacing；(7)散熱器齒厚：thick 。
無熱管方案時需在Icepak模型中抑制熱管和銅板，為此建模時緊貼模塊IGBT下部增加一零件：輔助鋁板。X向
厚度為“銅板+熱管”厚度。 Z向起始和終止坐標同散熱器。Y向起始坐標同散熱器。Y向終止坐標為第八個參數: al_end。使輔助鋁板的優先級高于散熱器、熱管和銅板。
確定4個輸出參數: (1)最高溫度(IGBT結溫): max-temp；(2)散熱器質量: mass-heatsink,；(3)輔助鋁板質量：mass-al-plate； (4)散熱器總質量： mass-heatsink+mass-al-plate (見后)。
根據機箱尺寸和鋁擠、鏟齒各自的工藝條件，確定輸入參數變化范圍：
在ANSYS WORKBENCH內建立響應面優化任務如下圖，只需一個熱模型，根據輸入參數的不同組合可建立任意多優化項目。從左至又依次為：鏟齒散熱器+熱管，鏟齒散熱器 (無熱管) ，鋁擠散熱器(無熱管) ， 鋁擠散熱器+熱管。
如下圖，Parameter set內建立復合輸出參數 P11=P9+P10，即前述散熱器總質量。
展開 完全掌握workbench結構參數優化（響應面優化） ￥5
微信 leslie_wj
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workbench結構優化設計可以分為兩類：拓撲優化和參數優化。
本文內容：
workbench參數優化之響應面優化實例詳解
下文目錄：
一：建模與參數設置
二：加載與參數設置
三：參數優化之響應面優化
響應面優化經典文獻
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。
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workbench結構優化設計可以分為兩類：拓撲優化和參數優化。
本文內容：
workbench參數優化之響應面實例詳解
下文目錄：
一：建模與參數設置
二：加載與參數設置
三：參數優化之響應面
基于有限元法和響應面優化的的通訊電源鈑金件精細設計
在PRO/E中定義4個傳遞給ANSYS WORKBENCH的尺寸參數，分別是：后支撐切斷長度(圖9標記A)，前支撐切斷長度(圖10標記B)，橫梁截面寬度和高度如圖11。
在DESIGN MODELLER中導入PRO/E模型后，可見4個尺寸參數也被導入如圖12。抽取中間面，在橫梁上建立4個印記面作為PCB重量的作用面。在MECHANICAL內指定邊界條件和載荷如圖13，并設置輸出參數：前支撐質量、后支撐質量、橫梁質量、最大變形量、最大等效應力。
如圖14，Parameter Set中設置總質量參數P101，數值等于前支撐、后支撐、2個橫梁的質量之和。建立響應面優化任務如圖15。根據主功率PCB安裝情況，指定尺寸參數的變化范圍如圖16：前支撐切斷長度50~120，后支撐切斷長度240~312，橫梁截面寬度14~30，橫梁截面高度6~13。
更新后，獲得25個DOE設計點的輸出參數指定結果：零件質量，最大變形，最大等效應力如圖17。
擬合度曲線如圖18，可見響應面預測與實驗設計點匹配的很好。如圖19，設置優化目標：總質量(參數P101)最小。設置約束：最大變形<0.1mm，最大等效應力<156MPa(熱鍍鋅板材料屈服強度235MPa/1.5)。
優化結果如圖20：前支撐切斷長度50.7，后支撐切斷長度281.5，橫梁截面寬度14.7，橫梁截面高度7.6，總質量0.43254kg，最大變形0.0899mm，最大等效應力15.656MPa。
在MECHANICAL中驗證計算，最大變形如圖21，最大等效應力如圖22。RRO/E中更新結果如圖23。
PCB支撐新舊設計的實物對比如圖24和圖25。新設計的鈑金支撐可承載PCB全部質量如圖26。
展開 ANSYS workbench吊鉤響應面分析 ￥10
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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案例9：模態修改預測之結構阻尼優化振動響應
本案例通過LMS Virtual.Lab和Nastran來介紹，如何通過模態修改預測模塊對結構阻尼進行修改來優化振動響應。
該圖中，上邊的曲線是原始模型的振動加速度響應，下邊的曲線是通過模態修改預測模塊進行阻尼優化后的振動加速度響應。
感謝阿偉在本人學習LMS Virtual.Lab過程中的幫助！
本例文檔及視頻下載地址：http://pan.baidu.com/share/link?shareid=311437884&uk=1728334102
展開 Ansys Zemax | 如何對中間面進行優化
這篇文章將演示如何使用默認的評價函數（merit function）工具和IMSF操作數（operand）對任意面進行優化。
下載
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簡介
在模擬軟件中構建光學系統時，有時會必須對特定中間面（intermediate surface）進行優化的情形。步槍上的狙擊鏡系統就是一個具代表性的例子。這個系統將物體放置在無窮遠處，并配合人眼的位置將入射光匯聚成像。此時，為了達到最好的聚焦結果，系統會對非原始成像面的某特定光學面的影像質量有較高的要求。為了解決類似的問題，OpticStudio提供了一個好用的工具：IMSF操作數。
在評價函數編輯器（merit function editor）中，IMSF重新定義了像面（image surface）。如此一來，系統的成像可以在用戶偏好的中間面（intermediate surface）進行優化，而不再被局限于真實的像面（true image surface）。這篇文章將說明IMSF操作數的使用步驟及注意事項。
IMSF 操作數
位于評價函數編輯器（Merit Function Editor）中的優化精靈（Optimization Wizard）會根據現有的像面（即Lens Data Editor中最后的面）參數建立評價函數。舉例而言，RMS光斑尺寸（spot size）優化函數針對光斑大小進行評估時，會選擇最后一面為像面。而RMS波前（wavefront）優化函數，則需要根據光線在出瞳（exit pupil）的表現進行計算。綜合上述，在使用IMSF操作數時，像面不再是系統的最后一面，在這種情況下出瞳就必須被重新定義。
使用IMSF優化操作數時，我們可以針對系統中任意面進行評價函數的計算。
展開 Ansys 案例研究 | 粘彈性阻尼器的諧響應減振分析
概述：
本案例展示了阻尼器的諧響應分析仿真。通過對比有無粘彈性材料的兩種仿真工況，突出了粘彈性材料在阻尼減振中的作用。通過選擇合適的材料參數，粘彈性阻尼器能夠在高頻載荷范圍內有效抑制變形幅值。
目標：
1、理解諧響應分析的工作流程
2、熟悉在 Ansys Mechanical 中通過命令片段定義粘彈性材料模型
步驟：
1、打開 Ansys Workbench，創建一個 “諧響應” 分析項目。設置單位系統為 (Kg, mm, s)。
2、定義材料屬性。除默認的結構鋼材料外，新建一種材料作為粘彈性材料的占位符。粘彈性材料的復模量將在 Mechanical 中通過命令片段進行定義。
3、導入幾何體（見圖 1）。
圖 1 阻尼器幾何模型示意圖
4、模型設置：在頂面添加一個 30kg 的點質量。創建一個遠程點，剛性約束頂面的運動。使用 “多區域” 網格劃分方法對各部件劃分網格。
5、分析設置與邊界條件：固定阻尼器底面，對遠程點施加 20000N 的水平力。假設工作載荷頻率在 1000Hz 至 1250Hz 之間，將響應頻率設置為 500Hz 至 1500Hz，并添加 0.02 的阻尼系數。
6、運行仿真并查看結果：請求頂面的 X 向位移頻響曲線。從圖 2 可見，當載荷頻率在 1000Hz 至 1250Hz 區間時，變形范圍為 4×10?3mm 至 8×10?3mm。
圖 2 頂面的 X 向位移頻響曲線
7、采用粘彈性阻尼器重復上述分析。復制諧響應分析系統。在新的分析中，為阻尼器部件添加一個命令片段，粘貼定義Prony 級數復剪切模量的命令（見圖 3）。運行仿真并繪制 X 向位移頻響曲線（見圖 4）。
展開 Ansys Zemax | 利用 TrueFreeForm 面進行網格自由曲面的優化
在這篇文章中，我們將演示如何使用 OpticStudio 的 TrueFreeForm 面，設計AR/VR設備中的人眼追跡系統（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，我們會透過優化 TrueFreeForm 面的網格矢高（grid-based sag）以達成目標。在優化的過程中，人眼追跡系統的影像質量可以隨之提升。
簡介
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。另外，以 TrueFreeForm 面進行設計時，我們還可以對網格矢高中的每個點為目標，并且以非參數化（non-parameterized）的方式進行矢高的優化。當用戶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 面會是我們的好選擇。
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 
Ansys 案例研究 | GoPro 相機諧波分析與減振優化
圖 4 變形頻率響應提取設置
圖 5 Z 向變形頻率響應
7、為關節增加阻尼并重新開展仿真計算。返回 Workbench 平臺，復制諧響應分析系統。在新分析項目中，為兩個旋轉關節統一賦予阻尼值：100 N?mm?s/rad，之后重新求解計算。優化后的變形頻率響應結果如圖 7 所示。由結果可見，增設阻尼可有效規避構件共振，并顯著降低最大變形量。
圖 6 增加阻尼后的 Z 向變形頻率響應
總結：
本文以 GoPro 運動相機為研究對象，完整展示了諧響應分析的仿真流程，并通過仿真手段優化結構設計，從而避免相機內部零部件發生損壞。
展開 ANSYS Workbench 拓撲優化新功能案例分享
ANSYS Workbench 拓撲優化新功能案例分享
作者：大龍貓 fwz0703@163.com
ANSYS最新版的拓撲優化功能又有了新的進步，設置的條件選項方法的不同，導致的結果的不同，下面查看其中幾個案例導致的不同形狀結果
1.約束中的subtype設置為housing
設置方法如圖所示，選擇類型housing即可，下方選擇相應的保留面，如圖所示。
模型中端蓋的孔收到側向力的作用，固定底面的螺釘孔，優化的結果可以看到默認為中間鏤空的方式，而如果選擇內表面不去除就可以得到完整的內表面模型。
另外一個模型為中間圓孔收到旋轉扭矩的作用，還有向下的壓力，固定底面四個角的位置，得到的結果如圖所示，根據實際情況控制中間鏤空或者填充
2.約束中的subtype設置為pull out direction，選項為stamping
設置方法如圖所示，選擇類型為stamping即可，下方選擇pull out的方向，如圖所示。
模型的約束條件同上，得到的結果如圖所示。四個側面出現凹陷，但是保留內部的圓弧面
3.約束中的subtype設置為pull out direction，選項為no-hole
設置方法如圖所示，選擇類型為no-hole即可，下方選擇方向，如圖所示。
模型的約束條件為三個個螺釘孔固定，優化的結果可以看到默認的為中間鏤空的效果，而添加去除孔的效果后其中間用薄平面填充
4.約束中的subtype設置為圓周對稱方式，選項為4個
設置方法如圖所示，選擇類型cyclic Repetition即可，下方選擇方向和中心軸的方向，如圖所示。
展開 Isight耦合ANSYS APDL優化分析案例及算法講解
04 耦合模型
耦合采用simcode組件進行，并調用ANSYS APDL進行優化計算，采用拉丁超立方算法進行試驗設計，以下為耦合計算的軟件設置及耦合需要的文件：
05 優化結果分析
耦合計算結果包含所有設計點的計算結果，并且可以查看試驗設計得到的主效應圖、各設計變量的影響分析。同時可以生成響應面方程，對工程設計有非常大的幫助。
來源： CAE模擬設計支持平臺
案例 | 利用 Ansys Mechanical 進行封裝翹曲的分析和設計優化
在設計初期，為了防止單顆大尺寸 FCCSP 產品產生翹曲，甬矽電子選用了五種芯片厚度、兩種塑封體厚度制定單一變量方案進行仿真分析，通過 SpaceClaim 進行封裝模型的建立，如圖所示：
根據實際作業條件，施加約束及溫度載荷：
通過 Ansys Mechanical 進行計算，可得到此封裝產品的翹曲改變趨勢，封裝翹曲隨著芯片厚度的減小而減小、隨著塑封體厚度的增大而減小。甬矽電子之后根據仿真結果制定了最終的工程驗證方案：塑封體厚度為 0.45mm，芯片厚度為 0.175mm。
相關產品：Ansys Mechanical
最終成果
甬矽電子認為，在產品設計開發初期通過仿真軟件對封裝產品的翹曲問題進行分析優化，不僅能有效縮短產品研發周期，還能降低驗證成本。通過 Ansys Mechanical 進行封裝翹曲仿真，甬矽電子在產品設計初期預測多種結構設計方案的翹曲結果，優化封裝結構設計，同時減小后續工程驗證的次數，本案例中，他們將 10 個工程試驗方案的最終實現時間，減少為 1 個工作日。
來源于：ANSYS
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