SFE的案例
isight集成SFE進行剛度、模態優化詳細過程 ￥120
4.1.2.2 創建SFE運行組件
在主界面中，切換到Application Components，將鼠標放在第一個圖標上(Simcode，用于集成軟件)，按住拖動到Begin、End之間的箭頭上，待其變成綠色，釋放，Simcode組件被添加到流程中。在其上方點擊右鍵Rename，輸入SFE。
雙擊SFE組件，彈出新的菜單，包含三個部分Input、Command、Output。首先在Command中Basic設置運行軟件，點擊Find Program，打開準備好的SFE批處理文件。在地址欄中將F：\_SFE\SFE.bat改為{modeldir}\SFE.bat，文件地址是Isight模型保存的地址。
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展開 SFE Concept與hyperMorph網格變形對比（個別圖片為動畫）
對于結構形狀的改變，SFE及HypeMorph都可以勝任，各有優劣。
1.變形質量：SFE自帶的有限元網格自動重新劃分功能，保證了變形后的網格不會出現畸形；HyperMorh只能在現有的網格上變形，無法重新劃分，需要有充足的緩沖空間
2.難易程度：SFE必須有SFE模型為基礎，而HyperMorph可以直接在現有的網格上處理，一定程度上更實用
3.結構優化方面：SFE的網格自動劃分，使變形質量高，計算結果也更精確，需要結合Isight或者HyperStudy進行集成優化；HyperMorph雖然質量差一些，但是在白車身剛度、模態方面，仍然滿足要求，結合Optistruct的截面優化，可以快速的進行靈敏度分析、優化。
4.時間方面：SFE模型優化(按單臺服務器計算)，幾百的樣本點估計用時5個晝夜，Optistruct僅需要1個小時。
接下來用兩種方式實現橫梁平移、截面縮放
1.SFE通過平移橫梁的基點，實現整體的移動，可以大范圍的變形
HyperMorph需要定義變形體，實現平移的功能
2.通過SFE進行截面變形有兩種方式：截面縮放、基截面形狀改變
使用HyperMorph需要根據變形的不同定義不同的變形體
展開 《SFE concept從入門到精通》專業教材
階段五... 289
26.9.6 階段六... 289
第27章 SFE項目文件管理... 290
27.1 WORK_SFE.. 290
27.1.1 Temp_SFE_Model 290
27.1.2 SFE_Model_Library. 290
27.1.3 Analysis. 290
27.1.4 Optimization. 291
27.1.5 Report 291
27.1.6 Data. 291
27.2 Temp_SFE_Model 291
27.3 SFE_Model_Library. 291
27.3.1 項目代號+V1. 292
27.4 Analysis. 292
27.4.1 項目代號+V1. 293
27.5 Optimization. 294
27.5.1 項目代號+V1. 294
27.7 Report 294
27.7.1 項目代號+V1. 295
27.8 Data. 295
27.8.1 項目代號+V1. 295
第28章 碰撞分析流程... 296
28.1 SFE碰撞模型建立：patch的建立... 296
28.2 導出SFE dyna類型的網格數據... 301
28.3 建立PART文件... 303
28.4 建立剛性patch內外連接... 304
28.5 耦合SFE dyna模型... 305
第29章 參數化模型分析計算... 306
29.1 Grid創建... 306
29.2 Trace創建... 308
29.3 RBE2創建... 309
29.4 邊界條件創建... 309
29.5 模型保存... 310
29.6 include文件制作... 311
29.6.1 創建MPC.. 312
29.6.2 創建模態載荷... 313
展開 SFE Concept 是什么？
b.創建一個截面
c.線和截面都有了，可以創建一個梁
d.SFE軟件自帶的一鍵生成網格的功能，可以自動生成網格，此處未賦予屬性及焊點等信息，如果帶有這些信息，生成的網格也會有焊點、粘膠等等。
e.對截面形狀進行調整，保存改變后的截面，如圖所示
f.梁會自動根據調整后的截面改變形狀
g.進而，可以一鍵生成網格
這個小例子只是簡單的介紹SFE軟件的功能，非常適合非CAE的設計人員，不用為畫網格而苦惱，可以自己驗證方案的有效性。
更多內容，敬請期待。
SFE Concept 焊層控制
SFE可以自動生成焊點，同時也可以對連接的焊層進行控制。接下來用一個四層焊的板進行演示。包含的板如下圖所示。
1.首先認識一下焊層的代號，1/2/3/4分別代表了SFE中的a/b/c/d，代表了四層，其中a=2、b=3、c=4、d=5，對應的順序與定義多層焊邊時的方向有關。
2.定義一個焊點屬性，默認焊層為abc；cde，相當于按一定間隔，分別連接abc和cde。此處沒有第五層，所以連接的是cd。
3.在允許的前提下可以連接四層，焊層改為abcd。
4.如果將焊層改為abc，則無法焊接到第4層。
5.焊層改為abc；ab，則會等間隔，連接abc和ab。
6.靈活的使用焊層設置，可以實現不同層之間的焊接，下圖焊層為abcd；bc。
展開 基于SFE全參數化副車架多學科優化設計
SFE全參數化模型
SFE可參對象包括：InfluencePoints(IP點)：包括基點/輔助點的空間坐標；線上點的曲線特征參數。Lines(線)：切角。BaseSections(基礎截面)：截面點的坐標；片段切角。LocalSections(局部截面)：沿基線的曲線特征參數；沿三軸的轉動；沿三個方向的移動；面內兩方向的縮放。PID/MAT(屬性/材料)：殼單元厚度，材料屬性。
通過對以上對象進行參數化，可以優化截面形狀，梁系位置\形狀，關鍵接頭尺寸，部件厚度，材料等。
本例中對副車架前橫梁直徑、中間橫梁直徑、連接板寬度、前支架厚度、后支架厚度、連接板厚度、中間橫梁厚度等創建7個參數。
需要注意的是，本例模態分析、動剛度分析使用的求解器是optistruct，強度分析使用的求解器是ABAQUS。因此在SFE后臺導出FE模型需要同時導出.nas模型和.inp模型。這個需要在.con文件中直接修改即可。
五。基于LSOPT的多學科參數優化
使用LS-OPT的帶有域縮減的迭代優化算法，該方法支持Adaptive Sampling。在每輪優化迭代過程中會不斷更新代理模型的精度。
LS-OPT SRSM法
Adaptive Sampling
Updated metamodel
LS-OPT現在被Ansys收購后，也引入了Ansys OptiSLang的一些優勢算法。如Metamodel of Optimal Prognosis (MOP)。當選擇元模型方法選擇MOP時，優化過程可以自動選擇元模型質量最好的一個進行優化，LS-OPT Pro 2021 R1版本支持Linear、Quadratic、Kriging三種方法。
展開 SFE學習交流貼
SFE軟件比較小眾，學習資料也不多。有問題的小伙伴闊以在本貼下留言，大家多多交流，互相學習~
isight參數優化理論與實例詳解下載
二、基于優化軟件的參數優化集成
SFE與優化軟件的集成是通過后臺調用SFE軟件來實現的。通過SFE創建參數化模型后，可以導出對應優化軟件所需的配置文件。通過不同優化軟件接口導出的文件均包括三個文件：.con文件為批處理所需的控制文件，.mac文件為參數文件，另外一個文件為優化軟件所需的接口文件，不同的優化軟件具有不同的接口文件，用于進行優化軟件的配置。其中，Heeds的文件為.in，Isight的文件為.desc，LSOPT為.com，modefrontier為.info，optimus為.instr，optisLang為.xml。以上文件的使用方式在后續的文章中詳細介紹。
SFE軟件的批處理命令為concept -a -b filename.con，其中.con文件會調用.mac參數文件和.SFECmod模型文件生成對應的有限元求解文件。優化軟件對.mac進行參數化來修改變量，SFE后臺進行模型的更新以及FE求解文件的生成。
.con批處理文件：
.mac變量文件：
2.1 基于Isight和SFE的參數優化
正如上文所述，在SFE導出Isight軟件接口文件時，生成了一個.desc文件，這是一個Isight模型描述文件，Isight可以通過這個文件自動生成優化分析設置，包括設計變量的創建，文件的關聯等。然而這個文件應該是早期版本Isight的描述文件，現在版本的文件已經無法正常讀取生成模型。因此，無法直接使用SFE生成的.desc文件來自動創建Isight的優化流程。需要通過常規的方法來進行SFE軟件的集成，這里使用simcode的方式來進行。
展開 SFE Concept 連接(焊點、結構膠)
前期設計中，一般只有簡單的幾何數據，焊點數據沒有或者不全，這時需要SFE自動生成焊點。建立模型，使用默認的40mm間距的焊點生成模型。
1.可以新建一個不同間距的焊點屬性，此處為20mm，生成網格，焊點自動更新
2.創建結構膠，對于車體、頂蓋區域、玻璃，需要不同的膠。可以創建不同的粘膠類型。此處創建了一種結構膠用于演示。
3.激光焊接(不同于激光拼焊)。焊點生成類型可以自己切換。
4.對于當前常用的結構膠+焊點也可模擬，只需要在焊接邊屬性上同時選擇焊點+結構膠即可。
以上只是講解，不涉及具體操作。
SFE Concept 主點與從點
SFE中的點分為主點與從點，主點之間相互獨立，主點與從點之間有所關聯，下面建立兩個主點-主點、主點-從點的梁進行演示。
將從點與主點沿Y負向偏移50mm，兩個梁發生相似的變形
將兩個梁的主點，沿著X正向偏移50mm，帶有從點的梁發生整體平移，而另一個梁被壓縮
將兩個梁的的主點沿著Y負向偏移50mm，帶有從點的梁發生整體平移，而另一個梁傾斜
以上操作說明：
主點之間相互獨立
從點與所從屬的主點移動完全一致
從點的運動不影響主點
《Nature Commun》：合金的層錯能研究取得新進展！
隨著SFE的減小，變形機制由位錯滑移向位錯滑移和孿晶(孿生誘導塑性效應或TWIP效應)轉變為位錯滑移，γfcc轉變為?hcp馬氏體相變(相變誘導塑性效應或TRIP效應)。
高熵合金(HEAs)將成分的復雜性帶到一個新的極端。HEAs是等濃度或接近等濃度的多組分合金，其中溶質和溶劑的概念不存在。在這種情況下，SFE很可能受到局部原子構型的影響，因為一些原子鍵比其他原子鍵更難打破。Smith等人觀察了CoCrNiFeMn中層錯寬度沿位錯線的局部變化，證明了HEAs中局部效應的重要性。
但在這里，有兩個基本問題急需解決：(1)SFE還能被認為是晶體特有的固有屬性嗎？(2)解離距離和位錯遷移率仍然受SFE控制嗎?
鑒于此，研究者使用NiCo系統模型進行了計算演示，該模型完全可混溶，可以檢測一系列成分和溫度。此外，hcp和fcc的有利度以及SFE的符號可以通過改變成分來調整。此外，該體系不容易形成SRO，因此，可以將這種效應從隨機合金中僅由成分波動引起的效應中分離出來。
研究表明，SFE在純金屬中具有獨特的價值。然而，在超過稀釋極限的合金中，SFE值的分布取決于局部原子環境。通常，部分位錯之間的平衡距離是由部分位錯之間的排斥性彈性相互作用和SFE的唯一值之間的平衡決定的。這種假設被用來從金屬和合金中位錯分裂距離的實驗測量來確定SFE，通常與計算預測相矛盾。研究者在模型NiCo合金中使用原子模擬，研究了在具有正、零和負平均SFE的成分范圍內的位錯解離過程，令人驚訝的是，在所有情況下，在低溫下都能觀察到穩定的、有限的分裂距離。然后，研究者計算了去相關應力，并檢查了部分位錯的力平衡，考慮了對SFE的局部影響，發現即使SFE分布的上界在某些情況下也不能滿足力平衡。
展開 
使用Workbench完成流體壓力滲透分析
第四行sfe命令，對當前選中的接觸單元施加流體壓力滲透載荷。
sfe,all,1,pres,,4.1 ! sfe施加表面壓力在單元上; 1表示法向壓力, 大小4.1(單位一致為MPa)
接下來是第二部分。這幾行命令，用比較巧妙的方式，選中了重復的接觸單元，將流體壓力滲透載荷在重復的單元里去掉。
esel,s,real,,8 ! 選擇實常數為8的柔-柔接觸對
nsle ! 選擇接觸對連接到的節點
esln,s,1 ! 再選擇節點對應的單元。1代表只有單元內所有節點都在當前選擇中時才選擇單元。這樣避免了選中結構單元。
esel,r,real,,6 ! 在當前選擇集中，重選剛-柔接觸對
sfedele,all,all,all ! 刪除重復的流體壓力滲透載荷。
allsel
這個方法是：先選擇實常數為8的柔-柔接觸對；然后通過nsle命令選擇這些單元對應的節點；再通過esln命令選擇節點對應的單元。在這一過程中，和柔-柔接觸對的節點重復的剛-柔接觸對的接觸單元也被選中了。最后通過esel, r命令，在當前選擇集下重新選擇實常數為6的剛-柔接觸對，將其載荷刪除。
（NSLE命令的幫助文檔頁。請忽略那個錯誤的機器翻譯……）
接下來這一段就相對簡單一點。
! Define starting points
sfe,2529,2,pres,,-1 !
展開 利用APDL在workbench中實現液壓滲透載荷 ￥10
即當施加氣液壓力越來越大時，接觸壓力不足以抵抗，接觸狀態和氣液壓分布均會改變，
在ANSYS中ramped施加壓力載荷，ANSYS通過SFE命令（SFE, ELEM, LKEY, Lab, KVAL, VAL1, VAL2, VAL3, VAL4），將氣液壓力施加在接觸單元上，可以模擬這一過程。
當施加壓力大于接觸壓力時，接觸狀態打開，打開部分受力為氣液壓力。
當施加壓力小于接觸壓力時，接觸狀態仍為接觸，接觸壓力保持不變，氣液壓力載荷為0。
施加過程：選取接觸單元。輸入命令
sfe,all,1,pres, ,5 !設定接觸單元上施加5的壓力
二 定義液壓滲透載荷的起點
液壓滲透載荷按加載路徑擴展。在迭代開始時，程序會自動尋找起始點，結合實際的接觸狀態確定液壓加載點。從起始點施加載荷，一直到實際接觸部分。而液壓滲透載荷不能越過接觸部分，到另一端，模擬密封情況。
有時候得手動定義加載起始點。
sfe,all,2,pres,,-1 !選中所有接觸單元，-1表示刪除其默認起點
sfe,all,2,pres,,1 !選中起點附近的接觸單元，1表示定義起點。
三 兩個控制收斂的措施
此類分析涉及接觸非線性，材料非線性，需要控制收斂，在不收斂時可以嘗試下述兩個方法，
1． 牛頓非對稱選項
(NROPT,UNSYM): 每一次迭代都更新剛度矩陣，有利于收斂，而且是使用非對陣剛度矩陣。可用于以下場合。
A 壓潰分析。
B 非對稱材料，就是用TB命令定義的材料。
C 接觸分析，非對稱的剛度矩陣能夠擬合切向法向剛度。
非對稱Newton-Raphson算法耗時長，先采用對稱算法，如果不收斂，再采用非對稱選項。
后續對此算法進行數學上的分析。
展開 直播預告-基于機器學習的車輛行人保護頭部仿真研究
SFE模型與CAE 模型仿真及對標
行人保護頭部碰撞分析建模滿足整車CAE仿真網格建模規范和整車碰撞模型CAE搭建設計規范要求，包括：車身、外飾、動力總成、電子電器。行人保護頭部碰撞點必須在行人保護頭部碰撞區域內選擇，碰撞點為頭部模型與車體模型的接觸點。
圖2. 行人保護頭部碰撞點模型及對標點示意
考慮對稱性及撞擊點位于發罩上，選擇位于發罩上的左側76個點進行仿真分析。為了加強對比性，選擇位于內板加強筋部位的57號點和76號點對比。對比結果表明，SFE參數化模型與傳統CAE網格模型的加速度曲線對比精度滿足仿真需求，達到90%以上。因此可以利用該SFE參數化模型進行頭部碰撞分析。
圖3. SFE 參數化模型與傳統CAE 模型加速度精度對標
機器學習模型訓練和驗證
SFE參數化模型搭建的頭碰模型精度達標后，可以使用其對DOE分出的120組模型分別計算，作為機器學習訓練樣本。選擇其中110組作為訓練集樣本點，5組作為驗證集樣本點，剩余5組為預測集樣本點。使用ODYSSEE 軟件，可以在一分鐘的時間內完成上述76組、每組110條曲線的訓練。
選擇兩個不同位置（35號點和47號點）的曲線進行精度驗證：其中35號點位于內板加強筋位置，訓練加速度曲線分布較為發散；47號點位于發罩邊緣處，訓練加速度曲線分布相對收斂。隨機選擇35號點的113組驗證組數據和47號點的114組驗證組數據進行驗證。
圖4. 35和47號點驗證集加速度曲線精度驗證
結果表明：ODYSSEE 預測加速度精度很高；訓練數據越發散，其預測精度越低。
加速度曲線預測
隨機選擇35號點的119組參數和47號點的117組參數對應的加速度曲線預測，并與仿真計算結果進行對比。對比結果表明：預測集加速度曲線預測結果和驗證集精度一致。
展開 APDL Showcase3: 流體壓力滲透分析
suppress default starting point (one end point) for target
sfe,3121,2,pres,,1 ! define starting point for o-ring
sfe,3308,2,pres,,1 ! define starting point for cap
