ansys結(jié)構(gòu)優(yōu)化的案例
ANSYS結(jié)構(gòu)拓?fù)?em>優(yōu)化設(shè)計(jì)
本文用ANSYS軟件對某客車車身進(jìn)行靜態(tài)有限元分析。在此基礎(chǔ)上，采用均勻化方法，以車架總?cè)岫葹槟繕?biāo)函數(shù)，以體積作為約束條件，對幾種工況下的車頂進(jìn)行了拓?fù)?em>優(yōu)化設(shè)計(jì)。探討了拓?fù)?em>優(yōu)化設(shè)計(jì)過程中，基本模型建立、優(yōu)化區(qū)域選擇、優(yōu)化過程控制及優(yōu)化結(jié)果分析與應(yīng)用等問題。實(shí)現(xiàn)了拓?fù)?em>優(yōu)化在汽車結(jié)構(gòu)的初始設(shè)計(jì)過程中的應(yīng)用
ANSYS結(jié)構(gòu)拓?fù)?em>優(yōu)化設(shè)計(jì).doc
關(guān)于ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)可靠性知識清單
引言
優(yōu)化設(shè)計(jì)簡單地來說就是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地去計(jì)算得到設(shè)計(jì)參數(shù)，并且同時(shí)符合兩個(gè)要求：第一是限制條件(constraints)，譬如結(jié)構(gòu)物的應(yīng)力不得超過容許值；第二是某個(gè)特定的目標(biāo)值(如結(jié)構(gòu)物的總重量、面積、體積、費(fèi)用)必須最小化或最大化。
1、優(yōu)化變量=(設(shè)計(jì)變量、狀態(tài)變量、目標(biāo)函數(shù))
當(dāng)ANSYS進(jìn)行最優(yōu)化時(shí)，這些優(yōu)化變量是會(huì)改變的，所以在ANSYS 分析中，必須用ANSYS變量（參數(shù)）來表示這些優(yōu)化變量。其中設(shè)計(jì)變量除了指定初始值外不得變更其值（ANSYS會(huì)自動(dòng)更新其值），狀態(tài)變量和目標(biāo)方程則必須在適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)更新其值。
2、用ANSYS命令撰寫為執(zhí)行文件的方式，命令組織成兩個(gè)文件：優(yōu)化文件和分析文件。
優(yōu)化的每一次迭代過程中，都須進(jìn)行至少一次的有限元分析，分析文件的命令就是用來進(jìn)行該有限元分析的。分析文件的結(jié)構(gòu)基本上和典型的ANSYS分析程序類似，唯一不同的是分析文件中必須包含計(jì)算狀態(tài)變量目標(biāo)方程的值。
優(yōu)化文件是描述式1-1的數(shù)學(xué)模式，然后去執(zhí)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的工作。由于執(zhí)行設(shè)計(jì)最佳化需要調(diào)用分析文件，所以優(yōu)化文件中必須指定分析文件的名稱。
3、基于APDL的ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)主要分析過程如下：
1）利用APDL的參數(shù)技術(shù)和ANSYS的命令創(chuàng)建參數(shù)化分析文件，用于優(yōu)化循環(huán)。主要包含下面步驟：
在前處理器中建立參數(shù)化的模型
在求解器中求解
在后處理器中提取并指定狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)
2）進(jìn)入優(yōu)化設(shè)計(jì)器OPT，執(zhí)行優(yōu)化分析過程。
指定分析文件
聲明優(yōu)化變量，包括設(shè)計(jì)變量、狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)。
選擇優(yōu)化工具或優(yōu)化方法。
進(jìn)行優(yōu)化分析。
查看優(yōu)化設(shè)計(jì)序列結(jié)果。
檢驗(yàn)設(shè)計(jì)優(yōu)化序列。
展開 【12月21-24 上海】 ANSYS DesignXplorer結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和工程可靠性分析
ANSYS DesignXplorer結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和工程可靠性分析
一、課程背景：
本課程基于ANSYS Workbench和ANSYS APDL平臺，全面系統(tǒng)詳實(shí)的講解結(jié)構(gòu)參數(shù)化、輕量化設(shè)計(jì)、拓?fù)?em>優(yōu)化、多目標(biāo)優(yōu)化、多工況優(yōu)化等優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本原理和實(shí)現(xiàn)過程，基于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)和優(yōu)化技術(shù)，使設(shè)計(jì)人員能快速的建立實(shí)際工程的設(shè)計(jì)空間，進(jìn)行產(chǎn)品性能的6sigma高可靠性設(shè)計(jì)和多目標(biāo)優(yōu)化等研究工作。在理論基礎(chǔ)上通過大量實(shí)際工程的優(yōu)化案例強(qiáng)化軟件操作，提高學(xué)員的操作技能和解決實(shí)際問題的能力。課程設(shè)計(jì)考慮各行各業(yè)的需求，工程算例覆蓋的范圍廣，對很多實(shí)際工程問題給出了有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案和可靠性評估技術(shù)，具有重要的借鑒和參考價(jià)值。特舉辦“ANSYS DesignXplorer結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和工程可靠性分析”專題。
二、增值服務(wù)：
贈(zèng)送定制U盤一個(gè)；
同一單位2人報(bào)名享受9折優(yōu)惠；同一單位3人以上（含）報(bào)名享受8.5折優(yōu)惠；
課程結(jié)束后贈(zèng)送10套學(xué)習(xí)資料；
參訓(xùn)學(xué)員或企業(yè)針對課程相關(guān)問題在課程結(jié)束后也可以得到老師的解答與指導(dǎo)（郵件、微信、電話），作為培訓(xùn)講授的補(bǔ)充。
三、授課專家：
該課程講師，9年仿真分析工作經(jīng)驗(yàn)、副教授，碩士期間主修工程力學(xué)，擅長工程結(jié)構(gòu)數(shù)值分析、流場流動(dòng)模擬、流固耦合及多物理場耦合數(shù)值模擬，擁有豐富的大型工程結(jié)構(gòu)數(shù)值分析、流體動(dòng)力學(xué)模擬和多場耦合模擬經(jīng)驗(yàn)。發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇，其中SCI、EI收錄論文13篇。培訓(xùn)60多場次，學(xué)員上千人。
四、時(shí)間地點(diǎn)：
2018年12月21日-12月24日 上海
(第一天報(bào)到，授課3天)
五、課程大綱：
六、培訓(xùn)費(fèi)用：
標(biāo)準(zhǔn)費(fèi)用：3800元/人，食宿可統(tǒng)一安排，費(fèi)用自理。
展開 Ansys Workbench中拓?fù)?em>優(yōu)化后結(jié)構(gòu)力學(xué)特性之可視化 | 結(jié)構(gòu)優(yōu)化新功能
產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)初期，單純的憑借經(jīng)驗(yàn)以及想象對零部件進(jìn)行設(shè)計(jì)往往是不夠的，在適當(dāng)約束條件下，如果能充分利用“拓?fù)?em>優(yōu)化技術(shù)”進(jìn)行分析，并結(jié)合豐富的產(chǎn)品設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，可以設(shè)計(jì)出更能滿足產(chǎn)品結(jié)構(gòu)技術(shù)方案、工藝要求以及更質(zhì)輕質(zhì)優(yōu)的產(chǎn)品。
拓?fù)?em>優(yōu)化（topology optimization）是一種根據(jù)給定的負(fù)載情況、約束條件和性能指標(biāo)，在給定的區(qū)域內(nèi)對材料分布進(jìn)行優(yōu)化的數(shù)學(xué)方法，將區(qū)域離散成足夠多的子區(qū)域，借助FEM分析技術(shù)按照指定的優(yōu)化策略、約束準(zhǔn)則、目標(biāo)等從這些區(qū)域中刪除一定數(shù)量單元，用保留下來的單元描述結(jié)構(gòu)的最優(yōu)拓?fù)洌l(fā)揮系統(tǒng)材料最大利用率。拓?fù)?em>優(yōu)化后，通常需要對其產(chǎn)生的結(jié)果模型進(jìn)行設(shè)計(jì)驗(yàn)證，完全復(fù)制拓?fù)?em>優(yōu)化前的邊界條件進(jìn)行仿真計(jì)算。
以往版本需要在WorkBench中添加后續(xù)分析模塊去驗(yàn)證優(yōu)化后的模型。拓?fù)?em>優(yōu)化后的仿真計(jì)算設(shè)計(jì)驗(yàn)證過程如下圖所示。先在拓?fù)浣Y(jié)果中生成光順平滑的 STL 模型后，再在 Workbench 中通過“Transfer to Design Validation System”將優(yōu)化結(jié)果傳遞至驗(yàn)證系統(tǒng)，系統(tǒng)自動(dòng)生成位于拓?fù)?em>優(yōu)化系統(tǒng)上游的相同類型的Mechanical系統(tǒng)，并繼承之前的全部計(jì)算載荷和約束。創(chuàng)建該驗(yàn)證工作流程，分為四步，在創(chuàng)建的驗(yàn)證系統(tǒng)中去劃分網(wǎng)格運(yùn)行計(jì)算及查看設(shè)計(jì)結(jié)果。
前面版本雖然可以比較方便地把優(yōu)化后的模型導(dǎo)入到新的靜力學(xué)結(jié)構(gòu)仿真中，進(jìn)行優(yōu)化模型的驗(yàn)證，但2022R1版本新增擁有了更便捷的功能，可以直接在結(jié)構(gòu)優(yōu)化系統(tǒng)中查看優(yōu)化后的力學(xué)特性，即允許用戶直觀可視化最終設(shè)計(jì)的結(jié)果（變形、應(yīng)力、特征值模態(tài)等），更方便快速檢查和驗(yàn)證力學(xué)行為。
展開 
【10月25-28日 北京】ANSYS DesignXplorer結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和工程可靠性分析
ANSYS workbench強(qiáng)大的多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計(jì)計(jì)算能力，為求解復(fù)雜工程問題的優(yōu)化提供了有效的數(shù)值解決方案。為了讓廣大分析人員學(xué)習(xí)和掌握Ansys workbench強(qiáng)大的優(yōu)化仿真分析功能，掌握優(yōu)化和可靠性計(jì)算問題的高效穩(wěn)定數(shù)值計(jì)算方法，特舉辦《ANSYS DesignXplorer結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)和工程可靠性分析》研修班。
本次研修班以ANSYS Workbench操作平臺為主，ANSYS APDL為輔，全面系統(tǒng)詳實(shí)的講解結(jié)構(gòu)參數(shù)化、輕量化設(shè)計(jì)、拓?fù)?em>優(yōu)化、多目標(biāo)優(yōu)化、多工況優(yōu)化等優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本原理和實(shí)現(xiàn)過程，基于實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)技術(shù)和優(yōu)化技術(shù)，使設(shè)計(jì)人員能快速的建立實(shí)際工程的設(shè)計(jì)空間，進(jìn)行產(chǎn)品性能的高可靠性設(shè)計(jì)和多目標(biāo)優(yōu)化等工作。在講透理論基礎(chǔ)上通過大量實(shí)際工程的優(yōu)化案例強(qiáng)化軟件操作，提高學(xué)員的操作技能和解決實(shí)際問題的能力。課程設(shè)計(jì)考慮各行各業(yè)的需求，工程算例覆蓋的范圍十分廣泛，對很多實(shí)際工程問題給出了有效的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案和可靠性評估技術(shù)，具有重要的借鑒和參考價(jià)值。
一、時(shí)間地點(diǎn)
2019年10月25日-10月28日 北京（第一天報(bào)到，授課3天）
二、主講專家
該課程講師，副教授，博士畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程力學(xué)專業(yè)，擅長工程數(shù)值分析，14年仿真分析經(jīng)驗(yàn)；仿真領(lǐng)域涉及結(jié)構(gòu)靜、動(dòng)力計(jì)算，結(jié)構(gòu)疲勞、損傷與斷裂，計(jì)算流體力學(xué)，流固耦合及多物理場耦合數(shù)值模擬，轉(zhuǎn)子及多體動(dòng)力學(xué)，工程傳熱與熱應(yīng)力計(jì)算，爆炸與沖擊力學(xué)，Ansys二次開發(fā)等。發(fā)表學(xué)術(shù)論文20余篇，其中SCI、EI收錄論文13篇，申請發(fā)明專利2項(xiàng)。培訓(xùn)70多場次，學(xué)員上千人。
展開 ANSYS結(jié)構(gòu)優(yōu)化模塊的形貌優(yōu)化 ￥50
ANSYS Workbench 形貌優(yōu)化主要是針對薄殼結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，改變其表面形貌，如凸起，加強(qiáng)等。
原模型
整體變形為0.87mm。
質(zhì)量約束為100%
形貌優(yōu)化后，同質(zhì)量下，整體變形為0.12mm，結(jié)構(gòu)剛度明顯提升。
ANSYS結(jié)構(gòu)優(yōu)化模塊的形貌優(yōu)化功能實(shí)例
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背景
ANSYS 2022R1的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模塊提供如下優(yōu)化功能。
1）拓?fù)?em>優(yōu)化-基于密度；
2）拓?fù)?em>優(yōu)化-基于水平集；
3）柵格法；
4）形狀優(yōu)化；
5）拓?fù)?em>優(yōu)化-混合密度法(公測版)
ANSYS 2023R1的結(jié)構(gòu)優(yōu)化模塊提供如下優(yōu)化功能。
斯姆勒 5.21-24 西安 | ANSYS工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、非線性分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化工程應(yīng)用高級培訓(xùn)
ANSYS 工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度、非線性分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化工程應(yīng)用高級培訓(xùn)
一、培訓(xùn)目標(biāo)
（一）、理解有限元分析計(jì)算的原理；
（二）、掌握ANSYS workbench軟件的使用功能和操作流程；
（三）、掌握工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度的分析方法和非線性分析技巧；
（四）、掌握工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)（拓?fù)?em>優(yōu)化、尺寸優(yōu)化）分析方法；
（五）、培養(yǎng)獨(dú)立工程結(jié)構(gòu)的力學(xué)分析能力。
二、增值服務(wù)
1、贈(zèng)送培訓(xùn)同屏錄制高清視頻（價(jià)值2680元），可反復(fù)學(xué)習(xí)。
2、參與學(xué)員均免費(fèi)注冊為雅典娜仿真技術(shù)共享云平臺會(huì)員，贈(zèng)送仿真技術(shù)視頻數(shù)百G仿真技術(shù)視頻；
3、持本人學(xué)生證或教師證享有9折優(yōu)惠；一個(gè)單位同時(shí)報(bào)名2人享有9折優(yōu)惠； 一個(gè)單位同時(shí)報(bào)名3人以上（含）享有8.5折優(yōu)惠。
4、參與學(xué)員及單位均可享受雅典娜云平臺所有課程7折優(yōu)惠。
5、單次課程參與培訓(xùn)人數(shù)5人及以上，可安排就近城市開課。
三、主講老師
寧老師，斯姆勒數(shù)值仿真技術(shù)研究院首席專家，西安交通大學(xué)航空航天學(xué)院力學(xué)博士，多年上市機(jī)械企業(yè)結(jié)構(gòu)負(fù)責(zé)人，18年的軟件工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)；長期從事有限元領(lǐng)域國家重大項(xiàng)目研究，發(fā)表論文20余篇，獲得專利11項(xiàng)，開發(fā)有限元軟件4項(xiàng)，具有資深的技術(shù)底蘊(yùn)和專業(yè)背景；擅長靜力學(xué)，模態(tài)分析，隨機(jī)振動(dòng)/譜分析，隱/顯式動(dòng)力學(xué)分析，轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分分析、疲勞分析，線性/非線性屈曲分析，斷裂力學(xué)分析，壓電分析，復(fù)合材料分析，熱分析，流體力學(xué)分析，多場耦合分析，ANSYS二次開發(fā)等仿真分析。
展開 Ansys Zemax | 內(nèi)窺鏡物鏡系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)的優(yōu)化提升（上）
因此，在優(yōu)化時(shí)可以設(shè)置不同的操作數(shù)對系統(tǒng)的成像質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化。本文中的內(nèi)窺鏡物鏡系統(tǒng)選用的評判標(biāo)準(zhǔn)為 MTF曲線，并且需考慮的優(yōu)化/限制的條件還包括封裝要求、圓錐系數(shù)、畸變值、相對照度等，本文在其中選取了幾個(gè)影響較大的對象進(jìn)行討論。
在 OpticStudio 中打開文章附件，該文件展示了一個(gè)已經(jīng)設(shè)計(jì)得到的內(nèi)窺鏡物鏡系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)。點(diǎn)擊設(shè)置-結(jié)構(gòu)-編輯器，打開多重結(jié)構(gòu)編輯器，可以看到系統(tǒng)包含了三個(gè)結(jié)構(gòu)，它們之間的主要區(qū)別是系統(tǒng)的物距不同，分別為 8 mm、15.584 mm和 80 mm。在內(nèi)窺鏡設(shè)計(jì)中用到多重結(jié)構(gòu)，是考慮到內(nèi)窺鏡的實(shí)際使用情況。通常內(nèi)窺鏡物鏡可能會(huì)在不同的距離對物體進(jìn)行觀察，而不是只在一個(gè)特定的距離上，所以我們希望它在不同物距下都能有較好的成像質(zhì)量，因此需要設(shè)置多重結(jié)構(gòu)對系統(tǒng)進(jìn)行分析。
點(diǎn)擊 2D 視圖，在工具欄的紅色框選項(xiàng)中可選取查看不同結(jié)構(gòu)的布局圖：
選取結(jié)構(gòu)1（即1/3）可得到如下所示的內(nèi)窺鏡物鏡視圖：
系統(tǒng)由五片透鏡組成，全視場角為70度，波長選用可見光波段，參考波長為d光，等效焦距為 1.496 mm，系統(tǒng)總長為 7.16mm。我們可以從 2D 視圖和鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中，看到絕大多數(shù)與封裝相關(guān)的參數(shù)，比如元件厚度、元件機(jī)械半直徑、元件之間的厚度比等。從這個(gè)模型的 2D 視圖中可以看出，第3和第4個(gè)透鏡之間非常靠近，對應(yīng)在鏡頭數(shù)據(jù)編輯器中兩個(gè)透鏡之間的距離為 0.052mm，的確是一個(gè)非常小的數(shù)值。為了便于實(shí)際的生產(chǎn)制造，我們可以在優(yōu)化時(shí)將各個(gè)元件之間的距離控制在 0.1mm 以上。第11個(gè)面的厚度也小于0.1mm，但這個(gè)物鏡系統(tǒng)可能還要被耦合到后續(xù)的中繼系統(tǒng)中，因此在這里不對它進(jìn)行優(yōu)化。
展開 基于MATLAB 與ANSYS 的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)
4 結(jié)論
MATLAB 遺傳算法工具箱具有很強(qiáng)的優(yōu)化功能，且其操作簡單、直觀，而ANSYS 又是通用大型有限元分析軟件。本文充分利用了二者的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了MATLAB 與ANSYS 的數(shù)據(jù)傳遞和調(diào)用，對一典型鋼框架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，驗(yàn)證了該方法的可行性。但從分析精度來看，基于MATLAB與ANSYS 的混合遺傳算法要優(yōu)于零階方法和一階方法。然而，從分析成本來看，混合遺傳算法的分析成本要遠(yuǎn)遠(yuǎn)的高于零階方法和一階方法，這是由于MATLAB 與ANSYS 的數(shù)據(jù)傳遞是間接的，每次循環(huán)過程計(jì)算機(jī)都要進(jìn)行相應(yīng)文件的讀取與寫入操作，占用了大部分的分析時(shí)間。因此，將該方法應(yīng)用于大型結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)還需要進(jìn)一步的探索與驗(yàn)證。
展開 使用SmartDO/ANSYS進(jìn)行波浪發(fā)電機(jī)之結(jié)構(gòu)優(yōu)化
使用SmartDO/ANSYS進(jìn)行波浪發(fā)電機(jī)(Waver Energy Converter)之結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)3 W# ?6 r* p$ g; o4 |& ]
本期之電子報(bào), 介紹結(jié)合SmartDO與ANSYS進(jìn)行波浪發(fā)電機(jī)(Wave Energy Converter)之結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì). 在本例中, 原始設(shè)計(jì)之最大應(yīng)力遠(yuǎn)大于容許應(yīng)力, 重量約為三噸. 經(jīng)SmartDO優(yōu)化設(shè)計(jì)后, 其應(yīng)力降至容許應(yīng)力以下, 其波浪能量轉(zhuǎn)換能力不受影響, 而其重量減少約 19%.
SmartDO_eNews_20120620.pdf
展開 
結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)分析系列（三）：APDL在Workbench中的優(yōu)化設(shè)計(jì) ￥9
1.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)概述
所謂優(yōu)化，是指最大化或最小化，而優(yōu)化設(shè)計(jì)是指尋找一種方案以滿足所有的設(shè)計(jì)要求，并且需要的支出最少。
優(yōu)化設(shè)計(jì)有兩種分析方法:解析法--通過求解微分與極值，求解出最小值;數(shù)值法--借助計(jì)算機(jī)和有限元，通過反復(fù)迭代逼近，求解出最小值。解析法需要列方程并求解微分方程，然而針對復(fù)雜的問題列方程和求解微分方程都是比較困難的，因此解析法常用于理論研究，很少應(yīng)用于工程中。
隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法取得了較大的發(fā)展。根據(jù)設(shè)計(jì)變量的類型不同，結(jié)構(gòu)優(yōu)化已由較低層次的尺寸優(yōu)化發(fā)展到較高層次的結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化，進(jìn)而發(fā)展到更高層次的拓?fù)?em>優(yōu)化。優(yōu)化算法也由簡單的準(zhǔn)則法發(fā)展到數(shù)學(xué)規(guī)劃法，進(jìn)而發(fā)展到遺傳算法等。
在保證產(chǎn)品達(dá)到某些性能目標(biāo)并滿足一定的約束條件的前提下，通過改變某些允許改變的設(shè)計(jì)變量，使產(chǎn)品的指標(biāo)或性能達(dá)到最期望的目標(biāo)，就是優(yōu)化方法。
1.2 優(yōu)化分析工具
ANSYS Workbench 結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析工具有5種，即 Direct Optimization(直接優(yōu)化工具)、Goal Driven Optimization(多目標(biāo)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化分析工具)、Parameters Correlation(參數(shù)相關(guān)性優(yōu)化分析工具)、Response Surface(響應(yīng)曲面優(yōu)化分析工具)及Six Sigma Analysis(六西格瑪優(yōu)化分析工具)。
(1)Direct Optimization(直接優(yōu)化工具):設(shè)置優(yōu)化目標(biāo)，利用默認(rèn)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化分析，從中得到期望的組合方案。
(2)Goal Driven Optimization(多目標(biāo)驅(qū)動(dòng)優(yōu)化分析工具):從給定的一組樣本中得到最佳的設(shè)計(jì)點(diǎn)。
(3)Parameters Correlation(參數(shù)相關(guān)性優(yōu)化分析工具):可以得出某一輸入?yún)?shù)對響應(yīng)曲面的影響的大小。
展開 如何采用Ansys Workbench對結(jié)構(gòu)進(jìn)行拓?fù)?em>優(yōu)化分析
在ansys workbench中拓?fù)?em>優(yōu)化分析流程如下所示。
以下圖所示結(jié)構(gòu)為例，演示拓?fù)?em>優(yōu)化分析的過程，優(yōu)化條件如下：
最大應(yīng)力小于1000PSI；質(zhì)量去除50%；結(jié)構(gòu)材料為結(jié)構(gòu)鋼；結(jié)構(gòu)承受750psi的內(nèi)壓，兩端的安裝孔固定約束。
拓?fù)?em>優(yōu)化的邊界條件設(shè)置如下，設(shè)置對應(yīng)的優(yōu)化區(qū)域，載荷約束條件區(qū)域?yàn)榉?em>優(yōu)化區(qū)域，設(shè)置最大應(yīng)力和去除質(zhì)量的約束條件。
優(yōu)化前后的結(jié)果對比，優(yōu)化后材料質(zhì)量取出來42%
基于SCDM模塊，對優(yōu)化后的片面模型進(jìn)行幾何處理，并將模型一鍵轉(zhuǎn)為為實(shí)體模型，進(jìn)行優(yōu)化后模型的驗(yàn)證分析。
驗(yàn)證分析的流程如下所示，通過workbench的一鍵傳遞，自動(dòng)生成驗(yàn)證分析的靜力學(xué)模塊，按照上圖所示的幾何模型，完成幾何處理，最后進(jìn)行驗(yàn)證分析。
驗(yàn)證前后的結(jié)果對比如下所示，初始模型的變形為0.00032in，優(yōu)化后模型的變形為0.00061，初始模型的最大應(yīng)力為8208psi，優(yōu)化后模型的最大應(yīng)力為9636psi，滿足優(yōu)化要求。
文章來源：cae仿真之家
展開 Ansys復(fù)合材料結(jié)構(gòu)分析總結(jié)（優(yōu)化篇）
與傳統(tǒng)材料相比，復(fù)合材料具有可設(shè)計(jì)性，復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的多層次性為復(fù)合材料及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)帶來了極大的靈活性，復(fù)合材料的力學(xué)性能和機(jī)械性能，都可按照結(jié)構(gòu)的使用要求和環(huán)境條件要求，通過組分材料的選擇匹配、鋪層設(shè)計(jì)及界面控制等材料設(shè)計(jì)手段，最大限度的達(dá)到預(yù)期目的，以滿足工程設(shè)備的使用性能，因此，在工程實(shí)踐中對復(fù)合材料結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)有很重要的現(xiàn)實(shí)意義，下面以我所研究的復(fù)合材料壓力容器為例，將復(fù)合材料結(jié)構(gòu)優(yōu)化以及在ANSYS下的實(shí)現(xiàn)過程給大家作一個(gè)介紹。
1． 問題描述
本文所涉及的復(fù)合材料壓力容器是帶有金屬內(nèi)膽外纏碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料的復(fù)合容器，優(yōu)化問題是：以金屬內(nèi)膽壁厚、復(fù)合材料各纏繞層厚度和纏繞角為設(shè)計(jì)變量，在滿足壓力容器強(qiáng)度（金屬內(nèi)膽層和復(fù)合材料層均滿足強(qiáng)度要求）和重量要求的條件下，使壓力容器的剛度最大。
2． 優(yōu)化模型
根據(jù)纖維增強(qiáng)復(fù)合材料特性，壓力容器環(huán)向纏繞復(fù)合材料有利于提高容器剛度，軸向平鋪復(fù)合材料有利于提高容器剛度，因此，模型采用3種纏繞角的方案，即靠近金屬內(nèi)膽為環(huán)向（90度）纏繞，中間為纏繞，外部為軸向平鋪（0度），以各層的厚度（金屬層和三層復(fù)合材料）和中間纏繞層的角度為優(yōu)化參數(shù)，在壓力容器強(qiáng)度約束的條件下，以壓力容器一階固有頻率為優(yōu)化目標(biāo)。其數(shù)學(xué)模型如下：
其中，f為復(fù)合材料壓力容器的一階固有頻率，s1和s2分別為金屬內(nèi)膽的安全系數(shù)和各復(fù)合材料層的強(qiáng)度比，通過有限元程序求得，為中間層復(fù)合材料纏繞角，h1 、h2 和h3分別為金屬內(nèi)膽厚度、90度纏繞層厚度和度纏繞層厚度，H為h1 、h2 和h3的極限值，當(dāng)總厚度確定后，0度纏繞層厚度由h1 、h2 、h3及總厚度確定，c為復(fù)合容器重量，c0為全壓力容器重量上限。
3．
展開 “ANSYS工程結(jié)構(gòu)分析與輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)”專題培訓(xùn)班
本課程基于ANSYS Workbench平臺，全面系統(tǒng)詳實(shí)的講解結(jié)構(gòu)靜力分析、模態(tài)分析、屈曲分析，動(dòng)力學(xué)分析與基于優(yōu)化的輕量化設(shè)計(jì)過程，重點(diǎn)講解不同載荷和位移約束含義和工程應(yīng)用，結(jié)合強(qiáng)度理論對計(jì)算結(jié)果的判斷和結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)置并通過實(shí)例強(qiáng)化軟件的使用和解決實(shí)際問題的能力。課程采用講解、實(shí)操、答疑的方式幫助學(xué)員解決實(shí)際遇到的問題。宏新環(huán)宇信息化咨詢中心（http://hxhycae.com）特舉辦“ANSYS工程結(jié)構(gòu)分析與輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)”專題培訓(xùn)。具體內(nèi)容如下：
一、培訓(xùn)目標(biāo)：
（一）理解工程結(jié)構(gòu)有限元分析和輕量化設(shè)計(jì)優(yōu)化的原理；
（二）掌握工程結(jié)構(gòu)分析技巧和結(jié)構(gòu)安全評估的方法；
（三）掌握輕量化優(yōu)化分析技巧和結(jié)構(gòu)安全評估的方法。
二、時(shí)間地點(diǎn)：2017年04月21日-04月24日 北京 (第一天報(bào)到，授課3天)
三、主講專家：
寧老師，力學(xué)博士，17年的軟件工程應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)；長期從事有限元領(lǐng)域國家重大項(xiàng)目研究，獲得專利11項(xiàng)，開發(fā)軟件4項(xiàng)，具有資深的技術(shù)底蘊(yùn)和專業(yè)背景；擅長靜力學(xué)，模態(tài)分析，隨機(jī)振動(dòng)/譜分析，瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)時(shí)程分析，轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)分分析、線性/非線性后屈曲分析，斷裂力學(xué)分析，壓電分析，熱分析，顯式動(dòng)力學(xué)分析，流體力學(xué)分析，多場耦合分析，ANSYS二次開發(fā)等仿真分析。善于利用ANSYS進(jìn)行二次開發(fā)解決特定領(lǐng)域科研/工程問題。
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