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多目標參數化優化設計方法區別于傳統CAD-CAE設計思路，全參數化模型結合自動化優化工具，在有限的設計周期內能更快速地進行方案迭代，并能解決NVH、耐久等矛盾性能的多目標優化問題，有效避免了設計的盲目性。三、性能分析 副車架的性能分析包括強度分析、模態分析、動剛度分析、疲勞分析等。

課程內容1、哪些產品適合參數化設計，參數化設計的效果如何量化評估；2、不同行業產品的參數化設計案例介紹；3、借助一個產品實例，手把手教您參數化設計方法： （1）如何進行建模優化裝配優化； （2） 如何自動提取、生成參數表； （3） 如何梳理和定義設計邏輯；

以電機設計為例，電機的設計參數眾多，同時涉及到多物理場的強耦合，電機工程師面對的是大規模、高難度的優化設計問題。解決如此復雜的工程問題有兩個重要的基礎工作：即建立復雜的參數化幾何模型和制定合理的多目標優化策略并高效實施。

·設計和制造一艘最佳船舶的成本非常高，實際上沒有多少設計機構或造船廠能負擔得起。 盡管優化船舶是可能的，但由于不穩定的全球經濟狀況，影響船舶設計優化的關鍵參數（即石油的價格、海運需求和供應）確實發生了顯著變化。因此，船舶優化設計的定義本身就受到限制，在價格、石油需求和消費模式的參數值發生變化的情況下，一個優化設計可能不是一個最佳（favorable）的設計。

本期直播將以講解結合實際操作的方式，介紹ANSYS Maxwell軟件在電機參數化建模與優化設計領域的一些功能，主要內容綱要如下： 1. Maxwell各種參數化建模方法介紹 自建模型參數化、導入模型參數化、UDP參數化、材料/溫度/外電路參數化、 2.

在第一階段，從白車身和底盤，共選擇25個設計變量（形狀和尺寸參數化），并設定為優化目標。 第二階段利用DEP-MeshWorks平臺分別進行了碰撞和耐久性的有限元模型參數化。通過實驗設計，共得到76種不同的輸入變量組合。使用DEP-MeshWorks快速生成了76種設計組合模型，作為后續分析的輸入。

新版本提升了參數化建模、CFD自動化連接和優化等功能，新版本具體功能介紹如下。可視化設計變量的影響CAESES 5.1更直觀地呈現了設計變量與幾何模型之間的關系。通過設計速率（design velocity）功能，CAESES的可視化幫助工程師了解設計變量對幾何形狀的影響。設計速率定義為由于設計變量的值發生變化而導致的模型曲面的法向位移。

在以上徑向基神經網絡的優化過程中，若設計變量即T1、T2和T3發生不規律的擾動時，確定性優化的結果可能與實際計算的結果相差較大，從而達不到理想的功效。而采用6Sigma可靠性優化設計可使設計目標的標準差最小化，并使均值達到設定值，從而降低系統對輸入參數的靈敏度，提高系統的可靠性。

結果顯示，經優化設計之產品仍可承受35kg載重，體積與質量減少22.75%，翹曲總位移減少28.1%，體積收縮率則減少11.8%。結合Abaqus有限元素分析與實際射出實驗，驗證結果符合設定標準，為兼顧輕量化和結構強度的設計提供了強力的支持與信心。

鈑金產品再做參數化之前，首先要理清產品的變化規則，然后梳理模型（包括模型屬性的規范、建模方式的優化、裝配方式的優化等），然后根據變化規則制定參數表，最后測試，測試結果沒有問題的話，那參數化的過程也就告一段落了。舉一個簡單的例子，下圖的鈑金件中總長和折彎1、折彎2的長度是邏輯關系的，也就是說總長確定了，那折彎1、2的長度也就確定了。

通過檢驗的3D幾何會接續自動實例化網格、給定邊界條件、給定材料及成型條件等步驟后，并啟動CAE分析，甚至進行設計組合上的并行計算，減少CAE分析的等待時間。透過這樣的方式，即可達到分析自動化，避免人工操作和錯誤設定發生。設計參數優化(DPS)會在分析結束后，匯整所有的設計參數組合及分析目標結果在一曲線圖表上。產品設計師可查看每個設計參數組合的成型數據，找到最佳的產品幾何設計參數。

課 程 內 容>> 哪些產品適合參數化設計，參數化設計的效果如何量化評估；>> 不同行業產品的參數化設計案例介紹；>> 借助一個產品實例，手把手教您參數化設計方法： （1）如何進行建模優化裝配優化； （2） 如何自動提取、生成參數表； （3） 如何梳理和定義設計邏輯； （4） 如何定制BOM模板、項目交付物規則

如下圖采用參數化建模方法，在S4WT中用戶可以輕松實現不同傳動系統設計方案的轉換、對比分析及優化設計。

圖1 參數化設計流程 表1 參數化設計計算表 為降低微型余能回收水輪機的生產難度和成本，對過流部件適當地進行了優化，余能回收水輪機全流道仿真模型僅包括蝸殼、活動導葉、轉輪和尾水管，如圖2所示。

MeshWorks的參數化功能，包括形狀參數化、板厚、材料、孔、加強筋及焊接等參數化。這些眾多的參數化功能可以幫助工程師快速進行DOE分析，而無需等待CAD數據更新，從而加快了設計周期。

參數化的過程其實也很簡單，我們可以借助SolidKits.AutoWorks參數化設計軟件來實現這個過程。在使用過程中，我們只需要輸入變量，點擊按鈕，即可完成整套模型的三維變化、工程圖變化。使用參數化設計，不僅可以提高設計效率，而且可以節省大量的設計時間，為工程項目的進行提供更好的支持。

設計參數優化 (Design Parameter Study)本章節中，將介紹執行 設計參數研究(Design Parameter Study) 的過程。1. 使用設計參數研究 (Access Design Parameter Study)在使用設計參數研究(Design Parameter Study)功能之前，用戶應至少執行一項分析。

具體操作如下：① 截取一段船體尾部的典型橫剖面：② 對該橫剖面進行逆參數化定義：③ 對新的參數化的橫剖線（綠色曲線）進行控制并利用CAESES 5中brep morphing功能實現該新橫剖線所影響船舶尾部區域三維模型的變型：原始船型和優化過程中的船型橫剖面對比如下：Curve Polygon編輯功能使導入Nurbs曲線的逆參數化成為可能。