isight和proe与ansys集成的多学科优化案例介绍

./Isight与Pro/e和Ansys集成的多学科优化案例介绍迫于研究生毕业设计的要求,需要用到多学科优化,自己当时学习的时候网上找了很久没找到教程,这里就将通过自己研究学习后的心得介绍介绍。案例中使用的软件：isight5.5proe4.0ansys12.0注意：必须是这几个版本的组合,本人多次尝试,用ansys15.0、proe5.0什么的组合都不行,只有这个搭配才能正常集成。参考教材《isight参数化理论与实例详解》,该书电子链接〔百度文库里面有：目标：有必要装置关键结构尺寸参数进行优化设计,使得在满足整体装置刚度要求的情况下,装置更加轻量化。一般优化设计模型一般标准的优化设计模型为：式中,d=<d1,d2…dk>是优化设计过程中待确定的设计变量,f<d>是待优化的目标函数,qi<d>是不等式形式的约束函数,hi<d>是等式形式的约束函数,d1A和d1B是相对于设计变量dt的上届和下届,以下对此进行分析。设计变量装置主体结构包括由矩形钢焊接而成的支撑框架和环形基座,如下图所示,装置的体积V、形变量E1与矩形钢的长a、宽b、厚度c、环形基座的厚度d有关优化目标在保证形变量要求的基础上同时获得更合理的尺寸分布,使装置的质量最小；Ansys分析模型可以很方便地导出体积信息,而质量与密度成正比,因此,为减轻整体装置重量,可将装置的体积作为优化目标,即MinV 约束条件装置结构优化的关键是保证整体装置的静刚度特性不超过设计要求的条件下减小重量,约束条件包括状态约束和变量约束,状态约束主要是整体结构的形变量、许用应力,变量的取值范围为变量约束,如下式所示,其中|E1|max为自动焊接装置的最大变形量,σmax为最大等效应力。优化过程Isight优化设计分析流程通过Isight集成三维建模软件Pro/E和有限元分析软件Ansys,在Pro/E中进行参数化建模,调用参数化建模的历史文件对设计变量进行赋值,并通过批处理文件驱动Ansys对调用的参数化模型进行分析,提取结果文件作为优化的输出文件,然后通过选取Isight合适的优化算法对设计变量及优化目标设定的次数进行迭代循环操作。集成优化流程图如图。近似模型的建立基集成过程〔最关键过程采用响应面法建立自动焊接装置优化模型目标函数的近似数学模型,构建流程如图所示。图近似模型构建流程step0：近似模型建立过程中需要用到的这7个文件文件1—isight集成后能自动调用ansys分析的批处理文件；文件2—isight集成后能自动调用proe根据给定的参数进行参数化建模的批处理文件；文件3—isight集成后能自动调用ansys分析后的输出结果文件；文件4—ansys的lgw文件；〔会ansys的同志应该知道这是什么东西文件5—proe参数化建模文件；文件6—proe参数化建模的trail文件,将后缀trail改为txt后的文件；文件7—isight调用的参数；step1：proe参数化建模〔也可以用SolidWorks进行参数化建模,但本人觉得proe简单点不会proe参数化建模的,可以参照下面网站学习：模型建立好后,通过工具—关系〔或者参数可以随意更改设计参数的值,模型跟着变化。此文件即为文件5—proe参数化建模文件保存此文件后,系统自动参数trail文件,找到这个trail文件,更名为youhua0306〔我设计时候的名字,名字可自己定义并更改后缀为txt,此文件即为文件6—proe参数化建模的trail文件。step2：ansys分析step2.1将建立好的proe文件导入到ansys里面分析〔必须是ansys经典,workbench不可以,分析后,找到分析后的lgw文件〔包括分析文件和结果文件,这里只粘贴分析文件,把分析的这部分的lgw复制出来粘贴到txt文件中,保持后将txt后缀改为lgw。〔或者直接在原lgw文件中删除与本次分析不相关的内容分析文件大致为：〔后面我会把源代码贴出。。。。。。。。。一直到finish为止只需要这么多。。此文件即为文件4—ansys的lgw文件。step2.2将本次ansys的所有文件,包括分析文件和ansys结果文件粘贴出来,保存在txt文件里面,自己命名,我这里命名为jiati-out.txt。。。。。。。。。。。。。。。。此文件即为文件3—isight集成后能自动调用ansys分析后的输出结果文件；step3：批处理文件的制作〔对新手来说,这是最难其实也是最简单的一步step3.1：ansys分析的批处理文件制作在txt文本中,输入下列字符,必须一致。其中,1代表ansys12.0的启动文件；2代表后续需要isight调用的输入文件,i〔代表input,i后面是输入的ansys处理程序。3代表后续需要isight用到的输出文件,o〔代表output,o后面是输出的ansys分析结果。保存后,自行命名〔注意：所有文件的命名必须上下一致,此文件即为文件1—isight集成后能自动调用ansys分析的批处理文件；step3.2：Pro/e参数化建模的批处理文件制作在txt文本中,输入下列字符。其中,1代表每次执行参数化建模时候,将前一个trail文件删除,这样避免了在近似模型建立时候,反复参数化建模,产生很多个没用的trail文件。删除目录必须与产生trail文件的目录一致,我这里trail文件在H：\youhua0306文件夹中产生的,对应需要删除的是。〔为什么是12,因为我第一个文件的后缀是prt.11,这里大家根据实际情况,如果第一个制作的参数化文件的后缀是prt.1,则这里需要输入的是prt.2,即删除后来产生的那个trail文件2代表执行参数化建模,该路径是proe的启动目录,后面的youhua0306.txt就是之前step1建立的trail文件。这句话的意思就是,反复调用proe对part11根据isight分配的产生值,进行参数化建模保存后,自行命名,此文件即为文件2—isight集成后能自动调用proe根据给定的参数进行参数化建模的批处理文件；准备工作做好了,接下来开始isight集成step4：isight集成step4.1：构建如下集成流程step4.2.：proego的设置step：双击proego这一个simcode,弹出如下对话框,在command下的basis里,先勾选DistributeExecutable,再点击FindProgram弹出第二个对话框。选择之前做好的goproe.bat文件,单击打开即可。选好后会出现下面的界面,再apply即可step：proego输入设置在proego的input下设置输入参数在proego的output下设置输入参数别的地方不需要设置。step4.3.：ansysgo的设置step：同理双击proego这一个simcode,弹出如下对话框,在command下的basis里,先勾选DistributeExecutable,再点击FindProgram弹出第二个对话框选择之前做好的ansys批处理文件。step：ansysgo输入设置step：ansysgo输出设置1.output2.选择action下面的jiatiout文件〔即之前做好的ansys分析结果文件--文件33.在jiatiout的对话框下找到分析结果的应力值,这里为VALUE=后面的,点击这里,在4出添加,并命名,最后出现5的界面。同理添加输出结果的其他输出设置。step5：响应面模型的建立右击task,在弹出的对话框中选择approximation新建一个响应面new,具体参照接下来运行,即可求得响应面模型。后续优化过程比较简单,具体参数《isight参数化理论与实例详解》该书电子链接〔百度文库里面有：附Ansysgo批处理文件内容〔文件1："G:\ProgramFiles<x86>\ANSYSInc\v120\ansys\bin\winx64\ANSYS120.exe"-b-pansys-iyouhua0306.lgw-ojiatiout.txtproego批处理文件内容〔文件2："G:\PROE4.0\bin\proe1.bat"youhua0306.txtAnsys分析的lgw分析文件内容〔文件4：finish/clear~PROEIN,'youhua0306','prt.12','H:\youhua0306\',G:\PROE4.0\bin\proe1.bat,0,0a=69b=50d=2.045287819449169e=10/prep7ET,1,SOLID185mp,ex,1,2.06e5mp,prxy,1,0.3mp,dens,1,7.8e-9esize,10MSHAPE,1,3DMSHKEY,0!自由网格划分vmesh,all/REPLOT,RESIZE/REPLOT,RESIZE/REPLOT,RESIZEVSUM,DEFAULT!**GET,volumed,VOLU,all,VOLU!*/soluwpcsys,1asel,s,loc,y,-b/2-1,-b/2+1