10-03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 汽车工程学院 胡顺安 补充章节优化设计 优化设计概述DesignExploration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中可通过DesignExploration来实现产品性能的优化设计 一 优化设计概述 DirectOptimization 目前书上一般介绍为GoalDrivenOptimization ParametersCorrelation 相关参数 用于得到参数的敏感性 ResponseSurface 响应曲面 主要用于观察输入参数的影响 SixSigmaAnalysis 主要用于产品的可靠性 一 优化设计概述 在DesignExploration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 DesignExploration优化设计基础 1 Geometry参数环境设置 二 DesignExploration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 DesignExploration优化设计基础 2 直接在Geometry中定义参数 二 DesignExploration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 DesignExploration优化设计基础 3 其他输入参数设定 二 DesignExploration优化设计基础 3 其他输入参数设定 二 DesignExploration优化设计基础 4 其他输出参数设定 二 DesignExploration优化设计基础 5 参数优化界面解释 二 DesignExploration优化设计基础 5 参数优化界面解释 二 DesignExploration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EquivalentElasticStrain 等效应力 EquivalentStress 及整体变形 TotalDeformation 2 通过ResponseSurface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StaticStructure 2 导入char13 01 agdb 并设置优化输入参数 3 添加材料 选StainlessSteel 4 划分网格 Sizing 4mm 5 施加边界条件 6 结果和后处理 7 观察优化参数 并添加ResponseSurface 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ResponseSurface优化分析 四 连接板优化设计实例 打开ResponseSurface 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DesignPointsvsParameter 四 连接板优化设计实例 在项目区 双击C2 ResponseSurface 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PropertiesofOutli