机械设计中 ansys 结构优 化技术的应用 分析

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1、机械设计中ANSYS结构优化技术的应用分析ANSYS结构优化技术的相关概述在机械设计中ANSYS结构优化设计是一种最佳设计方案技术，在机械设计领域受到人们的广泛关注。有很多学者从不同的角度对结构优化进行了阐述，比如说简单遗传算法、极大熵原理、模拟退火法等，但是这些方法都存在着一定的问题那就是求解的过程比较复杂。随着我国信息技术的不断发展，在结构优化设计方面有了新的进展，可以利用ANSYS技术，对机械设计进行一定的结构优化计算，在一定程度上为工程结构和产品的设计最优化提供了先进的方法和工具。ANSYS软件主要是把流体、融结构、电场、磁场、声场分析于一体，利用有限元分析的基础制作出通用的CAE

2、软件，在我国很多行业都得到了广泛的应用。该软件主要分为三个模块，一是前处理模块，这一模块主要是利用一个庞大的X络平台建立X格进行工具的划分，用户可以通过X络建立相关模型。二是分析计算模块，就会对模型进行分析，主要是对这一模块的结构进行分析，比如磁场、流体、声场等。三是后处理模块，这一模块主要用来查看结果的。为了优化机械设计就需要先对其进行模型，结合修改计划对其进行尺寸的改变，然后建立新的模型，通过反复的实验分析得出相应的结果。在设计过程中，由于步骤比较多、工程量比较大，很容易出现一些重复性的工作，为了避免重复工作提高工作效率，就可以利用ANSYS技术提供的参数化设计语言，对这些参数进行调整

3、，保证其可以自动生成系统优化设计，减少分析所用的时间，减轻设计人员的工作量，提高设计研发的效率。机械设计中ANSYS结构优化技术的应用建立结构优化模型。在机械设计中，可以通过建立结构优化模型，提高工作效率。在进行模型构建时，要充分考虑到机械零部件本身的形状是否可以改变，当允许改变时可以选择最佳的形状，当是几何图形时就可以选择一些合适的结构尺寸。通过数据的收集对其进行设计，选择合适的设计变量，使目标函数达到最大（或最小）其数学模型为minf(X)X∈Rs.t.gj(X)≤0　(j=1,2,…,p)hk(X)=0　(k=1,2,…,m)其中:f(X)为目标函数;X=(x1,x2,…,xn)为设

4、计变量;gj(X),hk(X)为约束方程。通过ANSYS结构优化设计，可以得出最适合机械设计的方案，通过多方面变量的选择满足设计的需求，这样能够降低成本提高设计人员的工作效率。ANSYS优化设计的具体步骤。在ANSYS机械优化设计中，可以通过命令批处理方法和图形交互式法来进行实施。选择其中哪一种方法是根据用户对ANSYS程序的掌握情况来说，本文讲述的是批处理方法。把ANSYS技术用于机械优化设计中，具体的步骤如下：一是要生成分析文件。在分析的过程中，要以ANSYS参数化设计语言(APDL)来编写，在编写过程中要满足参数化建模、求解、提取并指定状态变量和目标函数3个条件。利用APDL语言能够

5、给ANSYS的优化设计提供基础，通过分析参数保证流程的顺利进行，对其中的参数进行不断优化，满足设计的需求，是构建参数模型的一个关键步骤。二是要提取对应参数。在使用该软件时要到数据库中选择与其合适的参数，这样才能够保证状态变量与目标函数的一致性，然后对其进行命令执行:Parameters※GetScalarData。实现命令:/OPT。三是要声明优化变量，也就是在实施的过程中要有明确的优化对象，设置相应的约束条件，保证其目标函数（质量、体积、强度等）。在执行的过程中ANSYS职能够有一个目标函数，通过X络设计得出应该实现的命令。四是要选择合适的工具或方法。在ANSYS程序中主要有5种优化工具

6、和2种优化方法，在使用两种方法时可以对目标函数添加罚函数将问题转化为非约束的优化问题，让目标函数可以增强对设计变量的敏感程度，这样能够提高机械零部件的精确度。五是指定优化循环控制方式。在使用优化方法和工具时应该有相对应的循环控制参数，比如最大迭代次数等。结合机械零部件应有的参数对其进行设置，这样才能够保证零部件的质量。六是进行优化分析。在把零部件的数据都进行设定后就可以对其进行分析了，实现命令:/OPEXE。在优化过程中，要不断优化循环文件这样才能够保证分析文件的生成。在分析过程中如出现问题时，就会影响到文件的生成，只有对其进行收敛、中断才能够达到分析完成。利用ANSYS程度能够给机械设计

7、提供一定的分析、评估与修正数据，保证设计可以正常的运行，对分析结果进行不断的设计，最后达到设计人员的需求。ANSYS结构优化技术在机械实例中的应用接头强度分析。在机械设计中，很多零部件都有接头，接头是一种普通的连接件，在机械设计的应用中很常见，本文就以接头设计为分析案例。接头不仅要满足基本的连接、传力、传扭等作用，还要保证零部件的强度要求。随着我国产业结构的不断优化，很多企业为了降低成本就需要对零部件的设计进行优化。在对