ANSYS_优化设计(含几个实例)

本资料包含doc文件1个，下载需要2积分

ANSYS优化设计(含几个实例)

1. 认识ANSYS优化拈
1.1 什么时候我需要它的帮忙
什么是ANSYS优化我想说明-个例子要比我在这里对你絮叨半天容易理解的多。
注意过普通的水杯吗底面圆圆的，上面加盖的哪-种。仔细观察-下，你会发现比较老式的此类水杯有-个共同特点：底面直径水杯高度。
图1 水杯的简化模型
为什么是这样呢因为只有满足这个条件，才能在原料耗费最少的情况下使杯子的容积最大。在材料-定的情况下，如果水杯的底面积大，其高度必然就要小；如果高度变大了，底面积又大不了，如何调和这两者之间的矛盾其实这恰峭反应了-个完整的优化过程。
在这里，-个水杯的材料是-定的，所要优化的变量就是杯子底面的半径r和杯子的高度h，在ANSYS的优化拈里面把这些需要优化的变量叫做设计变量（DV）；优化的目标是要使整个水杯的容积最大，这个目标在ANSYS的优化过程里叫目标函数（OBJ）；再者，对设计变量的优化有-定的限制条件，比如说整个杯子的材料不变，这些限制条件在ANSYS的优化拈中用状态变量（SV）来控制。下面我们就来看看ANSYS中怎么通过设定DV、SV、OBJ，利用优化拈求解以上问题。
首先参数化的建立-个分析文件（假设叫volu.inp），水杯初始半径为R1，高度为H1（DV），由于水杯材料直接喝水杯的表面积有关系，这里假设水杯表面积不能大于100，这样就有S2πRH2πR2<100（SV），水杯的容积为VπR2H（OBJ）。
File:volu.inp (用参数直接定义也可或者在命令栏内直接写)
R1
H1
S23.14RH23.14RR
V10000/(3.14RRH)
然后再建-个优化分析文件（假设叫optvolu.inp），设定优化变量，并求解。
/clear，nostart
/input，volu，inp
/opt
opanl，volu，inp
opvar，R，dv，1，10，1e-2
opvar，H，dv，1，10，1e-2
opvar，S，sv，，100，1e-2
opvar，V，obj，，，1e-2
opkeep，on
optype，subp
opsave，optvolu，opt0
opexec
最后，打开Ansys6.1，在命令输入框中键入/input，optvolu，inp”，整个优化过程就开始了。
图2 ANSYS优化过程图
几秒钟的优化过程结束后，让我们来看-下优化的结果：
/opt
optlist，all
图3 优化结果1
上图中左右带的SET 22是最优解，由此可以看出，要想在表面积-定的情况下使水杯容积最大，的确有这样-个规律 HD2R。有兴趣的同志可以用求极值的方法演算-下，-定会得到相同的答案。
ANSYS的优化拈是用来求解工程分析中的优化例子的，但上面-个例子说明即使这样于工程毫无关系纯数学极值问题，也能够轻松求解。不过在细节处会有-些技巧，后面再仔细分析。（其实用ANSYS的优化拈完全能解决数学上比较负责的极值问题，不过现在有了Matlab、Mathematica，大概也没有人愿意来用ANSYS献丑了）。