優化分析的案例
優化設計分析系列（一）:靜力學優化設計 ￥9
1.1 優化設計概述
所謂優化，是指最大化或最小化，而優化設計是指尋找一種方案以滿足所有的設計要求，并且需要的支出最少。
優化設計有兩種分析方法:解析法--通過求解微分與極值，求解出最小值;數值法--借助計算機和有限元，通過反復迭代逼近，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，很少應用于工程中。
隨著計算機的發展，結構優化算法取得了較大的發展。根據設計變量的類型不同，結構優化已由較低層次的尺寸優化發展到較高層次的結構形狀優化，進而發展到更高層次的拓撲優化。優化算法也由簡單的準則法發展到數學規劃法，進而發展到遺傳算法等。
在保證產品達到某些性能目標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計變量，使產品的指標或性能達到最期望的目標，就是優化方法。
1.2 優化分析工具
ANSYS Workbench 結構優化分析工具有5種，即 Direct Optimization(直接優化工具)、Goal Driven Optimization(多目標驅動優化分析工具)、Parameters Correlation(參數相關性優化分析工具)、Response Surface(響應曲面優化分析工具)及Six Sigma Analysis(六西格瑪優化分析工具)。
(1)Direct Optimization(直接優化工具):設置優化目標，利用默認參數進行優化分析，從中得到期望的組合方案。
(2)Goal Driven Optimization(多目標驅動優化分析工具):從給定的一組樣本中得到最佳的設計點。
(3)Parameters Correlation(參數相關性優化分析工具):可以得出某一輸入參數對響應曲面的影響的大小。
展開 結構優化設計分析系列（四）：模態分析優化設計 ￥9
1.1 優化設計概述
所謂優化，是指最大化或最小化，而優化設計是指尋找一種方案以滿足所有的設計要求，并且需要的支出最少。
優化設計有兩種分析方法:解析法--通過求解微分與極值，求解出最小值;數值法--借助計算機和有限元，通過反復迭代逼近，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，很少應用于工程中。
隨著計算機的發展，結構優化算法取得了較大的發展。根據設計變量的類型不同，結構優化已由較低層次的尺寸優化發展到較高層次的結構形狀優化，進而發展到更高層次的拓撲優化。優化算法也由簡單的準則法發展到數學規劃法，進而發展到遺傳算法等。
在保證產品達到某些性能目標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計變量，使產品的指標或性能達到最期望的目標，就是優化方法。
1.2 優化分析工具
ANSYS Workbench 結構優化分析工具有5種，即 Direct Optimization(直接優化工具)、Goal Driven Optimization(多目標驅動優化分析工具)、Parameters Correlation(參數相關性優化分析工具)、Response Surface(響應曲面優化分析工具)及Six Sigma Analysis(六西格瑪優化分析工具)。
(1)Direct Optimization(直接優化工具):設置優化目標，利用默認參數進行優化分析，從中得到期望的組合方案。
(2)Goal Driven Optimization(多目標驅動優化分析工具):從給定的一組樣本中得到最佳的設計點。
(3)Parameters Correlation(參數相關性優化分析工具):可以得出某一輸入參數對響應曲面的影響的大小。
展開 結構優化設計分析系列（三）：APDL在Workbench中的優化設計 ￥9
1.1 優化設計概述
所謂優化，是指最大化或最小化，而優化設計是指尋找一種方案以滿足所有的設計要求，并且需要的支出最少。
優化設計有兩種分析方法:解析法--通過求解微分與極值，求解出最小值;數值法--借助計算機和有限元，通過反復迭代逼近，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，很少應用于工程中。
隨著計算機的發展，結構優化算法取得了較大的發展。根據設計變量的類型不同，結構優化已由較低層次的尺寸優化發展到較高層次的結構形狀優化，進而發展到更高層次的拓撲優化。優化算法也由簡單的準則法發展到數學規劃法，進而發展到遺傳算法等。
在保證產品達到某些性能目標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計變量，使產品的指標或性能達到最期望的目標，就是優化方法。
1.2 優化分析工具
ANSYS Workbench 結構優化分析工具有5種，即 Direct Optimization(直接優化工具)、Goal Driven Optimization(多目標驅動優化分析工具)、Parameters Correlation(參數相關性優化分析工具)、Response Surface(響應曲面優化分析工具)及Six Sigma Analysis(六西格瑪優化分析工具)。
(1)Direct Optimization(直接優化工具):設置優化目標，利用默認參數進行優化分析，從中得到期望的組合方案。
(2)Goal Driven Optimization(多目標驅動優化分析工具):從給定的一組樣本中得到最佳的設計點。
(3)Parameters Correlation(參數相關性優化分析工具):可以得出某一輸入參數對響應曲面的影響的大小。
展開 結構優化設計分析系列（二）：熱固耦合優化設計 ￥9
1.1 優化設計概述
所謂優化，是指最大化或最小化，而優化設計是指尋找一種方案以滿足所有的設計要求，并且需要的支出最少。
優化設計有兩種分析方法:解析法--通過求解微分與極值，求解出最小值;數值法--借助計算機和有限元，通過反復迭代逼近，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，很少應用于工程中。
隨著計算機的發展，結構優化算法取得了較大的發展。根據設計變量的類型不同，結構優化已由較低層次的尺寸優化發展到較高層次的結構形狀優化，進而發展到更高層次的拓撲優化。優化算法也由簡單的準則法發展到數學規劃法，進而發展到遺傳算法等。
在保證產品達到某些性能目標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計變量，使產品的指標或性能達到最期望的目標，就是優化方法。
1.2 優化分析工具
ANSYS Workbench 結構優化分析工具有5種，即 Direct Optimization(直接優化工具)、Goal Driven Optimization(多目標驅動優化分析工具)、Parameters Correlation(參數相關性優化分析工具)、Response Surface(響應曲面優化分析工具)及Six Sigma Analysis(六西格瑪優化分析工具)。
(1)Direct Optimization(直接優化工具):設置優化目標，利用默認參數進行優化分析，從中得到期望的組合方案。
(2)Goal Driven Optimization(多目標驅動優化分析工具):從給定的一組樣本中得到最佳的設計點。
(3)Parameters Correlation(參數相關性優化分析工具):可以得出某一輸入參數對響應曲面的影響的大小。
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基于Inspire的支架優化分析
三、優化分析結果
3.1 Inspire拓撲優化仿真分析
以支架原始模型建立優化仿真，以支架最大化剛度為目標，其拓撲優化結果如圖3.1所示，從圖中可以看出優化的結果是梁的外部幾何形狀與初始模型較為相近，而梁的中間部分基本都被挖空，這就類似于在梁的中心挖孔，但無法確定其孔的形狀。
(a)
(b)
圖3.1 Inspire拓撲優化結果
3.2 Optistruct自由形狀優化分析
為了驗證支架結構中心孔的形狀，特在梁的結構中心開了誘導孔，以最小化質量為目標，讓孔的形狀自由變化，最后其自由形狀優化的結果如圖3.2所示。從圖中可以看出梁的中心孔形狀是方形，因此可以確定支架結構的設計形式。
圖3.2 支架自由形狀優化結果
3.3 Inspire厚度尺寸優化分析
為了確定支架結構的厚度尺寸，因此需要在Inspire中進行厚度尺寸優化。
展開 ISIGHT工程優化案例分析1
ISIGHT工程優化案例分析.part01.rar
ISIGHT工程優化案例分析.part02.rar
ISIGHT工程優化案例分析.part03.rar
ISIGHT工程優化案例分析.part04.rar
ISIGHT工程優化案例分析.part05.rar
ISIGHT工程優化案例分析.part06.rar
ISIGHT工程優化案例分析.part07.rar
ISIGHT工程優化案例分析.part08.rar
ISIGHT工程優化案例分析.part09.rar
ISIGHT工程優化案例分析.part10.rar
展開 《工程有限元與優化分析應用實例教程》
開本：16開 字數：400千字 頁數：267頁 裝幀：平裝
本書主要介紹有限元分析和結構優化分析的基本概念、分析方法和分析過程，以及有限元與結構優化分析軟件optiStruct。本書共12章，通過大量的分析實例展示了OptiStruct進行有限元分析和結構優化分析的能力。
本書中的實例操作過程詳細明了，適合初學有限元分析和優化分析的讀者作為入門學習的教材，對有一定基礎的讀者又可作為深入學習的參考書。本書也可作為汽車、航空航天、核工業、鐵路、石油化工、機械制造、能源、電子、造船等領域的廣大工程技術人員了解和學習 OptiStruct軟件的參考書。
第一章 有限元分析和有限元軟件
第二章 OptiStruct介紹
第三章 有限元分析
第四章 優化分析
第五章 使用OptiStruct
第六章 優化應用算例
第七章 有限元分析應用實例
第八章 拓撲優化應用實例
第九章 形貌優化應用實例
第十章 尺寸優化應用實例
第十一章 形減方優化應用實例
主要參考文獻
展開 申請兌換《工程有限元與優化分析應用實例教程》
開本：16開 字數：400千字 頁數：267頁 裝幀：平裝
本書主要介紹有限元分析和結構優化分析的基本概念、分析方法和分析過程，以及有限元與結構優化分析軟件optiStruct。本書共12章，通過大量的分析實例展示了OptiStruct進行有限元分析和結構優化分析的能力。
本書中的實例操作過程詳細明了，適合初學有限元分析和優化分析的讀者作為入門學習的教材，對有一定基礎的讀者又可作為深入學習的參考書。本書也可作為汽車、航空航天、核工業、鐵路、石油化工、機械制造、能源、電子、造船等領域的廣大工程技術人員了解和學習 OptiStruct軟件的參考書。
第一章 有限元分析和有限元軟件
第二章 OptiStruct介紹
第三章 有限元分析
第四章 優化分析
第五章 使用OptiStruct
第六章 優化應用算例
第七章 有限元分析應用實例
第八章 拓撲優化應用實例
第九章 形貌優化應用實例
第十章 尺寸優化應用實例
第十一章 形減方優化應用實例
主要參考文獻
展開 基于HyperWorks的裝載機車架結構分析及優化
由于是在某極限工況下進行分析 ，上述應力水平已經滿足車架強度要求。另外，車架優化后最大變形由原來的 2.89mm 減小到 2.69mm，如圖 8 所示。
5 結論
本文應用 HyperWorks 軟件對某款裝載機車架進行了系統建模、分析、優化，通過計算分析找到了原設計結構的危險點。通過優化分析，得到了更加合理的車架結構。優化結構的最大應力大幅降低，關鍵焊縫位置的應力集中消失，大大提高了車架的可靠性。另外，優化后車架的變形也有所 減小，說明剛度也得到了加強。通過此分析項目，筆者充分體驗到了HyperWorks軟件在CAE建模、分析、優化上的強大功能。
展開 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。
多模型優化MMO在整車拓撲優化分析中的應用
本文主要介紹Optistruct多模型優化(MMO)在整車拓撲優化分析中的應用。整車拓撲優化主要在概念階段進行，考察整車的剛度、結構碰撞性能下的傳力路徑。其中對于結構碰撞性能的考察主要是根據車型開發的性能要求進行工況的選擇，如正碰、側碰、頂壓、偏置碰等。多模型優化(MMO)可以對多個模型同時進行性能考察下的拓撲分析。
整車拓撲需要根據項目開發要求選擇考察的工況，主要是結構碰撞工況的選擇，如正碰、偏置碰、側碰、側柱碰、MPDB工況等，彎扭剛度工況一般沒有區別。對于多工況分析應用Optistruct的多模型優化功能，如結構碰撞工況線性化處理后的分析模型一般為整車模型、彎扭剛度模型可以是白車身模型或BIP模型。
一.拓撲優化空間生成
拓撲空間的生成需要內外CAS數據，發動機、底盤、座椅、行李箱等布置數據。拓撲空間CAD數據的生成這里建議使用SCDM軟件來完成。對于外邊界的生成有兩個方法，一個是通過外CAS來手動生成；另一個是通過導入外流場分析網格模型來生成，因為概念階段外流場分析一般在這個階段已經開始進行了。這兩種方法在SCDM均可以快速實現。尤其是第二種方法十分快捷，這種方法也常常用在逆向工程中的模型生成。感興趣的可以去了解下SCDM在逆向工程的應用，SCDM支持python二次開發，尤其是有宏錄制的功能方便進行二次開發。
這里拓撲域的網格用全六面體網格離散，從CAD到全六面體網格使用DepMesworks的Wrapper功能來實現。
二.單模型拓撲優化設計
多模型優化適用于需要同時考察不同模型同時考察的情況，本例中對于車身結構拓撲優化需要同時考察白車身剛度、整車拓撲性能。而白車身彎曲剛度和整車結構碰撞的模型是不一致的，但結構是相同的，因此適用于MMO優化。
展開 
基于LS-OPT的整車多學科優化及輕量化優化分析
背景：整車多學科優化是整車性能、整車重量的一種協同優化的手段。整車的結構性能包括NVH、碰撞安全、剛強度等。通常的分析優化過程都是按不同學科單獨進行的，然后在驗證優化方案對其他性能的影響。多學科優化可以同時考察各項性能，并可以將整車質量作為設計目標，在滿足各項性能的基礎上進行最優化輕量化設計。
第一章 多學科優化分析工況
分析工況：多學科優化考察的工況需要根據不同的策略進行篩選，本案例選擇的非線性工況為正碰和側柱碰，線性工況為彎曲剛度、扭轉模態工況。案例模型為一個小的計算模型，和實際整車模型有些差別。
分析模型：
設計變量：
設計響應：
正碰防火墻侵入量
正碰B柱加速度
側柱碰B柱侵入量
彎曲剛度
扭轉模態
第二章 多學科優化設置
本案例優化方法使用元模型基優化方法，采用具有域縮減的順序優化策略，響應面采用徑向基函數法，樣本采用使用LSOPT自帶的空間填充方法，優化方法采用自適應模擬退火優化算法。
約束整車彎曲剛度、扭轉模態、正碰防火墻侵入量、正碰B柱加速度、側碰B柱侵入量等性能，并以整車質量為設計目標。設置最大優化迭代次數為10次。
第三章 分析優化結果
彎曲剛度靈敏度結果
扭轉模態靈敏度結果
正碰防火墻侵入量靈敏度結果
正碰B柱加速度靈敏度結果
側柱碰B柱侵入量靈敏度結果
從靈敏度結果來看，RockerT變量對于彎曲剛度和質量等影響是最大的。
對于其他性能，可以從靈敏度結果中查看到影響最大的設計變量，從而幫助分析設計變量的選擇。
展開 基于 OptiStruct 形貌優化分析技術的商用車發動機油 底殼設計方法
為了降低發動機油底殼輻射噪聲以及達到輕量化的目的，設計中考慮將油底
殼材料由鋼換成塑料，本文運用Altair 公司的OptiStruct 結構優化分析軟件對某型號發動機
塑料油底殼進行了模態及形貌優化分析，并根據優化分析結果確定了塑料油底殼加強筋最佳布
局方式，最終使其性能達到最好。
耿廣銳_基于OptiStruct形貌優化分析技術的商用車發動機油底殼設計方法.pdf
工程有限元與優化分析應用實例教程(部分)－－－optistruct
工程有限元與優化分析應用實例教程(部分),
不過是掃描檔的，效果不好。只是一部分。
01
工程有限元與優化分析應用實例教程(部分).part1.rar
工程有限元與優化分析應用實例教程(部分).part2.rar
基于拓撲優化的壓縮機支架輕量化分析
但p取5時，因為中間密度單元過快趨于0或1，導致全局剛度矩陣發生變化，優化結果與最優結果開始有差異。對于該壓縮機支架拓撲優化，懲罰因子p取4較為合適。
3 優化分析
3.1 拓撲優化分析
按照上述拓撲優化的技術路線采用Optistruct軟件，對壓縮機支架進行優化，優化出壓縮機支架上有限元網格上每個單元的最佳相對密度分布。工程上，常采用0.3的相對密度閾值，即相對密度小于0.3的單元密度屬于冗余，予以去除，最終優化結果如下圖6所示：
壓縮機支架中間部位的單元密度小于0.3，對于壓縮機一階模態的提升貢獻偏小，予以去除。拓撲優化是前期概念性設計，在考慮鑄造工藝可行性的情況下，重新進行壓縮機支架設計，如圖13圖所示。
3.2 模態分析
基于Block Lanczos法對壓縮機支架的模態進行分析，對比拓撲優化前后的壓縮機支架模態，模態結果云圖如圖7和圖8所示：
模態分析結果顯示：拓撲優化后的輕量化壓縮機支架一階模態低于原壓縮機支架的一階模態，但均滿足壓縮機支架的設計目標值240Hz，故輕量化后的壓縮機支架滿足模態設計要求。
3.3 強度分析
根據發動機附近的實測道路譜，施加對應的靜力工況，在X-Y-Z三個方向對空調壓縮機支架進行結構靜強度校核。輕量化后壓縮機支架強度分析結果如下圖所示。
強度分析結果顯示：輕量化壓縮機支架最大應力均遠小于材料抗拉強度，故滿足結構強度要求。
3.4 試驗驗證
將輕量化壓縮機支架與壓縮機裝配好，一起安裝在臺架上，先采用錘擊法進行壓縮機支架總成模態測試，其受迫敲擊頻率響應函數如圖12所示。敲擊結果顯示：輕量化壓縮機支架一階模態為247.5Hz低于仿真出的一階模態253.7Hz，但敲擊試驗與有限元仿真結果誤差小于5%以內，且均滿足壓縮機支架模態240Hz的目標值。
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