ansys优化设计若干问题探讨

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1、万方数据万方数据万方数据第6期王学文等：ANSYS优化设计若干问题探讨183节省优化循环用时在模型较大、方法不当或计算机性能有限制时，考虑优化循环用时是必要的，处理不好可能会导致结果难以收敛甚至计算机CPU运算过热死机。6．1建立子结构子结构[23’33]是将一组单元用矩阵凝聚为一个单元的过程，这个单一的矩阵单元称为超单元。如果模型只有一部分在优化设计中改变的话，就可把不变的部分作成子结构，优化运行将只在使用部分进行循环，可节省大量机时。6．2适当放松目标函数允差优化循环过程中会根据给定的目标函数允差尽量找到确切的结果，允差过紧导

2、致循环次数过多。特别是在ANSYS一阶优化算法中，允差过紧将无限耗费机时甚至计算死机。比如对一500t的机械构件进行重量优化[34I，把重量作为目标函数，将其允差设定为1k以下就没有意义。6．3使用尽量少的设计变量显然，设计变量越多则迭代次数越多，从而需要更多的机时，而且太多的设计变量增大了收敛到局部最小而非全局最小的概率。一种减少设计变量的做法是根据模型的结构判断是否允许某些设计变量之间可以逻辑合并，即采用变量关联的方法将其中的一些变量用其他的设计变量函数表示[35I。6．4尽量避免指定材料密度如果当前分析不需要时，应避免指定材

3、料密度。因为不计算质量矩阵，可以节省机时。重量=密度×体积，可把体积作为最小化的目标(假定模型密度是均匀的)，以这种方式参数化地计算重量。6．5选用零阶算法若问题合适，可选用运算速度较快的零阶算法‘27～28I。6．6简化模型1)适当简化几何模型中对整体结构影响不大的部件，如吊耳、孔、槽等；2)利用结构对称性，建立1／2或1／4模型[3阳；3)使用ANSYS高级网格划分技术[21~25’33’37I，或者利用外部软件和方法剖分网格[3引，降低总体单元和节点数目。7讨论选择、提取优化变量和应用优化算法，这些操作均会纪录在ANsYS分

4、析文件中，一些不合理或不正确的操作均有可能使循环中断。ANSYS提倡在循环分析文件中的所有操作均作参数化，以使问题越尽可能少。相对于结构参数优化，拓扑优化前处理过程更加重要，需要认真对待。优化循环用时涉及到很多方面，除本文讨论的几点，还涉及到分析类型、几何模型、计算硬件等问题，原则上应该在满足收敛结果的前提下用最少的机时。当然，在各种具体的结构优化中也许会有各种具体的问题出现，需要根据具体问题具体对待。[3][4][5][8][9][10][11][12]从几何建模、网格划分，并进行有限元分析到[13]参考文献ShokriehMa

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7、22～24。28王鹰宇，姚进，成善宝．基于ANSYS环境的参数化有限元建模口]．机械，2003．(4)：12～14胡春艳，王勇勤，沈寿荣等．基于ANsYS的大型电除尘器的参数化设计[J]．重庆建筑大学学报，2005．(5)：109～112陆丛红，林焰，纪卓尚等．基于ANsYs软件的船体外板有限元建模方法研究[J]．船舶力学，2003．(5)：52～58马霄．ANsYs的网格划分技巧[J]．矿山机械，2004．(5)：65～66王明强，朱永梅，刘文欣．有限元网格划分方法应用研究[J]．机械设计与制造，2004．(1)：22～24王瑞

8、，陈海霞，王广．ANsYS有限元网格划分浅析[J]．万方数据ANSYS优化设计若干问题探讨作者：王学文，杨兆建，段雷，WANGXue-wen，YANGZhao-jian，DuanLei作者单位：太原理工大学,机械工程学院,太原,030024刊名：塑