1003章03节优化设计.ppt

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Ø优化设计概述ØDesign Exploration优化设计基础Ø单输入参数和单输出参数优化设计Ø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 Exploration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Mesh—>Insert—>Method—>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（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Ø优化设计概述ØDesign Exploration优化设计基础Ø单输入参数和单输出参数优化设计Ø连接板优化设计实例。