在Ansys Workbench环境中对构件的尺寸优化设计

broadleaf

2012年11月22日 11:01

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主题：关于Workbench下构件尺寸的优化设计
工作环境：
1.应用软件：Ansys Workbench 9.0 SP1
2.操作系统：WinXP SP2
3.硬件配置：P4 2.8G, DDR 2G, IDE HD 80G
研究目的:简单起见，研究圆截面悬臂梁在自由端受Y方向作用力时，截面半径和梁跨度对最大位移（端面）的影响，并且在截面积尽量小，梁跨度尽量大的情况下优化尺寸。
研究流程：
1. DM 下建立几何模型：
生成一直径为10mm跨度为50mm的圆截面梁，并且勾上半径和跨度前面的参数框，此时会要求填写参数名称，将参数标志DS加到新命字中(我设的是DS_D1和DS_FD1)。
2. DS下首先在几何模型的CAD Parameters中选上DS_D1, DS_FD1;然后设置材料性质(我用默认参数_Structual Steel)，划分网格(默认)，在一端施加位移约束，在一端施加大小为100N的力,方向为Y负方向。在Solution模块中，选择Deformation->Directery Deformation, 方向选择为Y轴，并且勾上Max Deformation项。最后添加Parameter Item-&gtarameter Manger,其中Parameter Manger分为上下两栏，上栏为勾选的参量名字，下栏为当前情况下，各参量的值(Max Deformation还未算出，故为空)，可以通过添加新行来设置各种参数组合(我的设置DS_D1为9，10，11；DS_FD1为40，50，60即9种情况组合)，全部选中，Solve，此时相当于求解9次模型，有点费时间：( 此时得到的是最后一种情况下的计算结果。
3. 进入DesighXplorer，进行参数优化。
首先定义设计变量的类型(DS_D1为Radial，DS_DF1为length)，然后点击run, 开始分析。分析结束后，将会出现response栏，点击展开后，可以看到最大位移和DS_D1,DS_FD1的三维示意图，其中最大位移随着半径减小，和跨度增大而增大，符合我们的物理直观。这时候可以通过Goal Driven Optimazation栏可以设定优化方向，例如我希望截面尽量小，跨度尽量大，并且优先考虑跨度的影响，优化目标是截面位移尽量小。通过左边栏中设定搜索步长来寻找最优解。Generated之后，展开Candiates Designs后可以看到有三个优化解，还可以看到优化目标对优化参量的依赖性。
这是几何建模中设定半径参数。设定跨度参数类似。

Snap1.jpg