Ansys響應面法的案例
[會議論文]隨機有限元法和響應面法在大壩可靠度分析中的應用
隨機有限元法和響應面法在大壩可靠度分析中的應用（會議論文）
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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
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案例介紹：
所使用軟件為ANSYS workbench2020R2.
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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。
經典ansys諧響應分析（模態疊加法）詳解 ￥9
本案例使用hypermesh作為前處理，保存為CDB文件導入ANSYS APDL進行諧響應分析。通過模態疊加法獲得響應結果，通過后時間歷程處理獲得節點的響應曲線，通過一般后處理獲得最大響應對應頻率下的幅值云圖或者對應頻率和相位角下的應力云圖。圖1是某節點的響應曲線；圖2是該節點響應峰值對于頻率下的應力幅值云圖；圖3是該節點響應峰值對應頻率和相位角下的應力云圖；（通過云圖左上角的Title可以識別區分）對以上各結果的意義、獲得的方法以及圖2與圖3之間的區別在后面詳細加以討論。
圖1某節點的位移響應曲線
圖2某頻率下的應力幅值云圖（2653.5Hz）
圖3某頻率和相位角下的應力云圖（2653.5Hz）
要點：
諧響應分析的兩種阻尼structral damping coef和constant damping ratio以及Optistruct中的G阻尼之間的等價轉換關系；
如何后處理獲得應力或變形等結果的幅值云圖和頻率+相位角云圖以及他們之間的區別和意義。
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展開 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。
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