基于iSIGHT的多学科设计优化技术研究

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1、第31卷第3期临沂师范学院学报2009年6月Vol.31No.3JournalofLinyiNormalUniversityJun.2009基于iSIGHT的多学科设计优化技术研究洪鹃1，孙成通2（1.北京天地玛珂电液控制系统有限公司，北京100013；2.临沂师范学院工程学院，山东临沂276005）摘要：在研究多学科设计优化技术的基础上，应用iSIGHT软件集成ADAMS多体动力学软件，对宇宙飞船的夹紧机构进行了设计优化，优化结果表明施加在手柄上的力一定的情况下夹紧力显著提高，这为多学科设计优

2、化平台的规划、实施以及运行提供了参考平台．关键词：多学科设计优化；多体系统动力学；iSIGHT；ADAMS中图分类号：V23文献标识码：A文章编号：1009-6051(2009)03-0062-04多学科设计优化技术（MultidisciplinaryDesignOptimization,MDO）是一种新的系统设计方法，它通过充分探索和利用系统中相互作用的协同机制，考虑各学科(子系统)之间的相互作用，从整个系统的角度设计优化复杂的系统，从这种意义上来说，MDO可以称为是一种设计方法学[1]．它的

3、基本指导思想是利用合适的优化策略、组织和管理优化设计过程，通过分解、协调等手段将复杂系统分解为与现有工程设计组织形式相一致的若干子系统．从而可以利用工业界现有的各学科分析设计工具，在分布式计算机网络上集成各学科或子系统已有的丰富知识与经验，对复杂系统进行综合设计，以达到缩短设计周期、降低开发成本、提高产品竞争力的目的．1iSIGHT软件介绍iSIGHT软件是由美国的易擎软件公司（EngineousSoftware,Lnc）近年来推出的一个集工业优化设计和自动化分析计算于一体的多学科设计优化软件．

4、iSIGHT已在国外的汽车、航空航天、工业制造及国防工业等众多领域的优化设计和稳健性设计应用中取得了显著的成效．它的特点是融合了设计优化中需要的三大主要功能：自动化功能、集成化功能和最优化功能．iSIGHT系统设计过程的自动化、最优化和集成化功能，使设计工程师只负责监视，大大缩短了设计参数优化时间；iSIGHT相当于一个产品设计空间的探索引擎，它内置多种设计探索工具，如优化器、实验设计、质量工程方法和逼近模型等，可以进行设计空间的有效探索，另外它采用CORBAAgent机制可以集成运行在网络上的

5、不同平台，用不同语言实现仿真程序．iSIGHT这些功能明显提高了新产品开发的效率和效果[2]．2多学科优化设计技术应用实例2.1问题阿波罗登月计划中用于夹紧登月舱和宇宙飞船的夹紧机构，它的设计要求是：（1）至少产生800N的夹紧力；（2）施加在手柄上的力应不大于80N；（3）释放手柄力应最小；（4）在振动环境中，夹紧机构安全可靠．应用iSIGHT软件集成ADAMS多体动力学软件，对该夹紧机构进行设计优化，使施加在手柄上的力一定的情况下夹紧力最大[3]．2.2多学科优化设计应用iSIGHT软件集成

6、ADAMS多体动力学软件进行多学科设计优化主要有所需文件准备、过程集成、优化问题的设定、解答监视器几个步骤．2.2.1所需文件准备通过应用iSIGHT多学科设计优化软件对该夹紧机构进行设计优化的过程中需收稿日期：2009-02-27作者简介：洪鹃（1980–），女，江苏丹阳人，北京天地玛珂电液控制系统有限公司工程师．从事煤炭电液控制系统方面的研究工作．第3期洪鹃，等：基于iSIGHT的多学科设计优化技术研究63要用到以下文件：输入文件（latch.cmd）、输出文件（spring.txt）、应用

7、程序启动文件（goaview.bat）和模型文件（latch.bin）．下面分别就几个文件的创建和作用进行简要说明[4]．（1）模型文件的创建参数化是一种解决设计约束问题的数学方法．它是在结构形状基本定形时，用一组设计参数来约定结构尺寸的关系，然后通过尺寸驱动来达到改变结构形状的目的．参数化设计不同于传统的设计，它储存了设计的整个过程，能设计出一族而非单一的在形状和功能上具有相似性的模型．ADAMS提供了4种参数化建模方案：（1）使用参数化表达式参数化，表达式是使用最广泛的一种参数化方式，在AD

8、AMS建模过程中的许多要求输入参数值的场合都可以用参数化的表达式；（2）参数化点坐标将点坐标参数化，可以自动地修改与参数点有关联的对象；（3）运动参数化，通过对样机指定运动轨迹的参数化处理，可以方便地指定和分析样机可能出现的各种运动方式；（4）使用设计变量，通过使用设计变量可以方便地改变样机的任何对象．应用ADAMS软件工具进行参数化建模主要包括：1）参数化建模方案的选择—–参数化建模的前提．2）模型设计参数的确定—–参数化建模的重要内容，是能否得到好的优化结果的关键．在本例中选择5个模型设计点