优化设计讲解.ppt

1、车辆结构有限元分析常熟理工学院（东南校区）常熟理工学院（东南校区）汽车工程学院胡顺安补充章节 优化设计优化设计概述Design Exploration优化设计基础单输入参数和单输出参数优化设计连接板优化设计实例一、优化设计概述 优化设计是一种寻找确定最优化设计方案的技术。所谓“最优设计”，指的是一种方案可以满足所有的设计要求，而且所需的支出（如质量、体积、应力、费用等）最小。一、优化设计概述哪些参数可以进行优化设计呢？1）尺寸（如厚度）2）形状（如过渡圆角的大小）；3）约束条件（如载荷大小）；4）材料属性等；一、优化设计概述在Workbench中用哪个模块进行优化设计？在Workbench中可

2、通过Design Exploration来实现产品性能的优化设计。一、优化设计概述Direct Optimization（目前书上一般介绍为Goal Driven Optimization）Parameters Correlation（相关参数）:用于得到参数的敏感性；Response Surface（响应曲面）：主要用于观察输入参数的影响；Six Sigma Analysis：主要用于产品的可靠性。一、优化设计概述 在 Design Exploration中主要有输入参数、输出参数、导出参数3类。输入参数：用于仿真分析的所有输入参数均可作为输入参数。输出参数：通过Workbench计算得到的

3、参数均可作为输出参数。典型的参数有：质量、体积、频率、应力、应变、临界屈曲值等。导出参数：是指不能直接得到的参数，因此它是输入输出的组合值，或各种参数的函数表达式等。二、Design Exploration优化设计基础1.Geometry参数环境设置二、Design Exploration优化设计基础2.打开几何时需要设置优化输入参数1）若是从外部导入几何，需要在其他软件建模过程中在尺寸命名上要以DS_XX进行命名；软件安装前需要与3D绘制软件进行关联。没关联，很难实现参数化导入。二、Design Exploration优化设计基础2）直接在Geometry中定义参数二、Design Expl

4、oration优化设计基础2）直接在Geometry中定义参数双击Parameters，即可建立参数优化研究二、Design Exploration优化设计基础3.其他输入参数设定二、Design Exploration优化设计基础3.其他输入参数设定二、Design Exploration优化设计基础4.其他输出参数设定二、Design Exploration优化设计基础5.参数优化界面解释二、Design Exploration优化设计基础5.参数优化界面解释二、Design Exploration优化设计基础三、单输入参数和单输出参数优化设计 在Geometry中做一个圆柱体，圆1截面半

5、径为15mm，长度L为30mm，圆2截面半径为20mm，长度为30mm，台阶倒圆角R为2mm,大圆底面固定，小圆拉力60000N，材料默认，网格Sizing为4mm。求倒圆角R在1-3mm范围内Mises应力。三、单输入参数和单输出参数优化设计几何建模三、单输入参数和单输出参数优化设计划分网格MeshInsertMethod采用MultiZone三、单输入参数和单输出参数优化设计边界条件设置三、单输入参数和单输出参数优化设计三、单输入参数和单输出参数优化设计工程项目界面三、单输入参数和单输出参数优化设计设置优化参数项三、单输入参数和单输出参数优化设计设置优化参数项并求解三、单输入参数和单输出参

6、数优化设计思考：若此时我们想知道网格密度大小与应力的关系如何，如何在现有基础上进行操作？四、连接板优化设计实例描述：1.对连接板进行结构静力学分析，然后将内孔参数进行优化设计，优化的输出参数为连接板弹性应变Equivalent Elastic Strain、等效应力(Equivalent Stress)及整体变形（Total Deformation）。2.通过Response Surface响应曲面优化工具来了解观察优化参数。四、连接板优化设计实例分析步骤：1.打开Geometry，并建立Static Structure；2.导入char13-01.agdb，并设置优化输入参数；3.添加材料（

7、选Stainless Steel）；4.划分网格，Sizing=4 mm；5.施加边界条件；6.结果和后处理；7.观察优化参数，并添加Response Surface；8.观察新设计点的效果。四、连接板优化设计实例导入几何，设置几何输入参数四、连接板优化设计实例网格划分四、连接板优化设计实例设置边界条件和输入参数四、连接板优化设计实例边界条件设定四、连接板优化设计实例建立Response Surface优化分析四、连接板优化设计实例打开Response Surface四、连接板优化设计实例设置输入参数范围四、连接板优化设计实例生成设计点和求解四、连接板优化设计实例点击Design Points vs Parameter四、连接板优化设计实例在项目区，双击C2：Response Surface，并进行Update，并设置X、Y轴的坐标参量；四、连接板优化设计实例改变Properties of Outline A18中的Mode：2D改为3D：四、连接板优化设计实例在Outline of Schematic中选择Spider：总结优化设计概述Design Exploration优化设计基础单输入参数和单输出参数优化设计连接板优化设计实例