3_ANSYS結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)56734

1、航空科學(xué)與工程學(xué)院固體力學(xué)研究所航空科學(xué)與工程學(xué)院固體力學(xué)研究所 王曉軍王曉軍 Ansys結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析 （Design Optimization） 前前 言言 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是創(chuàng)造創(chuàng)造結(jié)構(gòu)方案的過程，結(jié)構(gòu)方案的過程，傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)者是設(shè)計(jì)者 按設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，參考類似工程，通過判斷創(chuàng)造按設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)者的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，參考類似工程，通過判斷創(chuàng)造 結(jié)構(gòu)方案，然后進(jìn)行力學(xué)分析或按規(guī)范要求作安全校核，再修改結(jié)構(gòu)方案，然后進(jìn)行力學(xué)分析或按規(guī)范要求作安全校核，再修改 設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)。 而而結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與分析則把力學(xué)概念和優(yōu)化技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，與分析則把力

2、學(xué)概念和優(yōu)化技術(shù)有機(jī)地結(jié)合， 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，使參與計(jì)算的量部分以變量出現(xiàn)，形成全部可能根據(jù)設(shè)計(jì)要求，使參與計(jì)算的量部分以變量出現(xiàn)，形成全部可能 的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案域，利用數(shù)學(xué)手段在域中找出滿足預(yù)定要求的不的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案域，利用數(shù)學(xué)手段在域中找出滿足預(yù)定要求的不 僅可行而且最好的設(shè)計(jì)方案。僅可行而且最好的設(shè)計(jì)方案。 通俗地講優(yōu)化分析通俗地講優(yōu)化分析，指的，指的找到找到一種方案可以滿足所有的設(shè)計(jì)一種方案可以滿足所有的設(shè)計(jì) 要求，而且所需的支出（如重量，面積，體積，應(yīng)力，費(fèi)用等）要求，而且所需的支出（如重量，面積，體積，應(yīng)力，費(fèi)用等） 最小。也就是說，最優(yōu)設(shè)計(jì)方案就是一個(gè)最有效率的方案。最小。也就是說，

3、最優(yōu)設(shè)計(jì)方案就是一個(gè)最有效率的方案。 設(shè)計(jì)方案的任何方面都是可以優(yōu)化的，比如說：尺寸（如厚設(shè)計(jì)方案的任何方面都是可以優(yōu)化的，比如說：尺寸（如厚 度），形狀（如過渡圓角的大小），支撐位置，制造費(fèi)用，自然度），形狀（如過渡圓角的大小），支撐位置，制造費(fèi)用，自然 頻率，材料特性等。頻率，材料特性等。 結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法 截面優(yōu)化 節(jié)點(diǎn)位置優(yōu)化 拓?fù)洳季謨?yōu)化 結(jié)構(gòu)類型優(yōu)化 桿件截面尺寸或桿件性質(zhì)(如彈性模量) 節(jié)點(diǎn)位置(桿件)或結(jié)構(gòu)形狀(連續(xù)體) 拓?fù)洌簵U件(離散)或結(jié)構(gòu)子域(連續(xù))的有元 布局：截面、節(jié)點(diǎn)、拓?fù)浣钥紤] 結(jié)構(gòu)類型選為設(shè)計(jì)變量，如結(jié)構(gòu)選為桁架、 剛架、懸索等 優(yōu) 化 難 度 小 優(yōu) 化 效

4、 益 低 優(yōu) 化 難 度 大 優(yōu) 化 效 益 高 1 什么是優(yōu)化設(shè)計(jì) 1.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型 優(yōu)化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單地來說就是由計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單地來說就是由計(jì)算機(jī)自動(dòng)地自動(dòng)地去計(jì)算得到設(shè)計(jì)參去計(jì)算得到設(shè)計(jì)參 數(shù)，并且同時(shí)符合兩個(gè)要求：數(shù)，并且同時(shí)符合兩個(gè)要求：第一第一是限制條件是限制條件(constraints)， 譬如結(jié)構(gòu)物的應(yīng)力不得超過容許值；譬如結(jié)構(gòu)物的應(yīng)力不得超過容許值；第二第二是某個(gè)特定的目標(biāo)是某個(gè)特定的目標(biāo) 值值(如結(jié)構(gòu)物的總重量、面積、體積、費(fèi)用如結(jié)構(gòu)物的總重量、面積、體積、費(fèi)用)必須最小化或最必須最小化或最 大化?？梢杂孟铝袛?shù)學(xué)模式來表示優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的大化?？梢杂?/p>

5、下列數(shù)學(xué)模式來表示優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。 , ., n, jXxX , ., m, iSsStoSubject fMininize U jj L j U ii L i 21, 21,)( )( x x (1-1) 解方程解方程1-1的的方法有很多，但是幾乎有一個(gè)共同點(diǎn)方法有很多，但是幾乎有一個(gè)共同點(diǎn)：都是基于迭：都是基于迭 代的方法，也就是說從一組初始的設(shè)計(jì)參數(shù)開始，一步一步地代的方法，也就是說從一組初始的設(shè)計(jì)參數(shù)開始，一步一步地 去改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù)，直到去改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù)，直到f(x)達(dá)到最小，而且所有限制條件都能夠達(dá)到最小，而且所有限制條件都能夠 符合為止。注意，因?yàn)闋顟B(tài)變量符合為止。注意，因?yàn)闋顟B(tài)變量

6、si(x)會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)的改變而會(huì)根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù)的改變而 有所改變，所以在改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù)的每一次迭代過程中，都必須有所改變，所以在改變?cè)O(shè)計(jì)參數(shù)的每一次迭代過程中，都必須 做至少一次的有限元分析。所以優(yōu)化分析是非常耗費(fèi)計(jì)算機(jī)時(shí)做至少一次的有限元分析。所以優(yōu)化分析是非常耗費(fèi)計(jì)算機(jī)時(shí) 間的工作。間的工作?？s短計(jì)算時(shí)間的有效方法縮短計(jì)算時(shí)間的有效方法包括：適當(dāng)?shù)睾?jiǎn)化分析模包括：適當(dāng)?shù)睾?jiǎn)化分析模 型、減少設(shè)計(jì)參數(shù)及狀態(tài)方程的數(shù)目等。型、減少設(shè)計(jì)參數(shù)及狀態(tài)方程的數(shù)目等。 1.2 優(yōu)化變量?jī)?yōu)化變量 優(yōu)化變量?jī)?yōu)化變量=(設(shè)計(jì)變量、狀態(tài)變量、目標(biāo)函數(shù)設(shè)計(jì)變量、狀態(tài)變量、目標(biāo)函數(shù)) 當(dāng)當(dāng)ANSYS進(jìn)行最佳化時(shí)，這些優(yōu)

7、化變量是會(huì)改變的，所以在進(jìn)行最佳化時(shí)，這些優(yōu)化變量是會(huì)改變的，所以在 ANSYS 分析中，必須用分析中，必須用ANSYS變量（參數(shù)）來表示這些優(yōu)化變量（參數(shù)）來表示這些優(yōu)化 變量變量。 1.3 設(shè)計(jì)空間和設(shè)計(jì)序列設(shè)計(jì)空間和設(shè)計(jì)序列 設(shè)計(jì)變量組成的空間設(shè)計(jì)變量組成的空間稱為稱為設(shè)計(jì)空間設(shè)計(jì)空間(design space)，設(shè)計(jì)最，設(shè)計(jì)最 佳化的目的相當(dāng)于在此設(shè)計(jì)空間中去搜尋一個(gè)最佳的點(diǎn)。設(shè)佳化的目的相當(dāng)于在此設(shè)計(jì)空間中去搜尋一個(gè)最佳的點(diǎn)。設(shè) 計(jì)空間上的每一個(gè)點(diǎn)代表一種可能的設(shè)計(jì)變量組合，稱為一計(jì)空間上的每一個(gè)點(diǎn)代表一種可能的設(shè)計(jì)變量組合，稱為一 個(gè)個(gè)設(shè)計(jì)序列設(shè)計(jì)序列(design set)。滿足

8、所有約束條件的一個(gè)設(shè)計(jì)序列稱。滿足所有約束條件的一個(gè)設(shè)計(jì)序列稱 為為可行設(shè)計(jì)可行設(shè)計(jì)(feasible design)，所有可行設(shè)計(jì)的集合是此設(shè)計(jì)空，所有可行設(shè)計(jì)的集合是此設(shè)計(jì)空 間中的一個(gè)區(qū)域，稱為間中的一個(gè)區(qū)域，稱為可行可行域域 (feasible region)。在所有。在所有可行可行域域 中中，使得目標(biāo)方程最小的設(shè)計(jì)即稱為，使得目標(biāo)方程最小的設(shè)計(jì)即稱為優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化設(shè)計(jì)。更廣泛地來。更廣泛地來 說，如果有說，如果有n個(gè)設(shè)計(jì)變量，則設(shè)計(jì)是一個(gè)個(gè)設(shè)計(jì)變量，則設(shè)計(jì)是一個(gè)n維空間，維空間，可行可行域域則則 處于此處于此n維空間的某一區(qū)域。維空間的某一區(qū)域。 在某些情況下，有可能并不存在可行區(qū)間，

9、也就是設(shè)計(jì)空在某些情況下，有可能并不存在可行區(qū)間，也就是設(shè)計(jì)空 間中沒有任何點(diǎn)同時(shí)滿足所有約束。這個(gè)問題是無解的，不間中沒有任何點(diǎn)同時(shí)滿足所有約束。這個(gè)問題是無解的，不 過過ANSYS會(huì)幫你找一個(gè)最能滿足約束的設(shè)計(jì)，此時(shí)得到的結(jié)果會(huì)幫你找一個(gè)最能滿足約束的設(shè)計(jì)，此時(shí)得到的結(jié)果 不稱為優(yōu)化設(shè)計(jì)而稱為不稱為優(yōu)化設(shè)計(jì)而稱為最好設(shè)計(jì)最好設(shè)計(jì)。優(yōu)化設(shè)計(jì)必然是一個(gè)最好。優(yōu)化設(shè)計(jì)必然是一個(gè)最好 設(shè)計(jì)，但是最好設(shè)計(jì)并不一定是優(yōu)化設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)，但是最好設(shè)計(jì)并不一定是優(yōu)化設(shè)計(jì)。 2 Ansys的優(yōu)化設(shè)計(jì) 2.1 采用采用ansys進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的文件進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的文件 用用ANSYS命令撰寫為執(zhí)行文件的方式，命令組織

10、成兩個(gè)命令撰寫為執(zhí)行文件的方式，命令組織成兩個(gè)文文 件件：優(yōu)化文件和分析文件優(yōu)化文件和分析文件。 優(yōu)化的每一次迭代過程中，都須進(jìn)行至少一次的有限元分優(yōu)化的每一次迭代過程中，都須進(jìn)行至少一次的有限元分 析，析，分析文件分析文件的命令就是用來進(jìn)行的命令就是用來進(jìn)行該該有限元分析的。分析文有限元分析的。分析文 件的結(jié)構(gòu)基本上和典型的件的結(jié)構(gòu)基本上和典型的ANSYS分析程序類似，唯一不同的是分析程序類似，唯一不同的是 分析文件中必須包含計(jì)算狀態(tài)分析文件中必須包含計(jì)算狀態(tài)變量變量、目標(biāo)目標(biāo)方程的值。方程的值。 優(yōu)化文件優(yōu)化文件是描述是描述式式1-1的數(shù)學(xué)模式，然后去執(zhí)行設(shè)計(jì)優(yōu)化的的數(shù)學(xué)模式，然后去執(zhí)行設(shè)

11、計(jì)優(yōu)化的 工作。由于執(zhí)行設(shè)計(jì)最佳化需要調(diào)用分析文件，所以優(yōu)化文工作。由于執(zhí)行設(shè)計(jì)最佳化需要調(diào)用分析文件，所以優(yōu)化文 件中必須指定分析文件的名稱。件中必須指定分析文件的名稱。 2.2 典型的優(yōu)化文件典型的優(yōu)化文件 /CLEAR ! Clear model database ! Initialize design variables /INPUT ! Execute analysis file once /OPT ! Enter optimization phase OPCLEAR ! Clear optimization database OPVAR，DV ! Declare design va

12、riables OPVAR，SV ! Declare state variables OPVAR ，OBJ ! Declare objective function OPTYPE ! Select optimization method OPANL ! Specify analysis file name OPEXE ! Execute optimization run OPLIST ! Summarize the results ! Further examining results 2.3 典型的分析文件典型的分析文件 /PREP7 ! Build the model using the

13、! Parameterized design variables FINISH /SOLUTION ! Apply loads and solve FINISH /POST1 or /POST26 *GET, . ! Retrieve values for state variables *GET, . ! Retrieve value for objective function FINISH 2.4 Ansys優(yōu)化算法優(yōu)化算法 ANSYS提供了兩個(gè)優(yōu)化算法：提供了兩個(gè)優(yōu)化算法：零階方法零階方法和和一階方法一階方法。由前。由前 面步驟可知，優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算過程中，需去計(jì)算目標(biāo)函數(shù)和面步驟可知，

14、優(yōu)化設(shè)計(jì)的計(jì)算過程中，需去計(jì)算目標(biāo)函數(shù)和 狀態(tài)變量的值，這些函數(shù)值稱為狀態(tài)變量的值，這些函數(shù)值稱為零階值零階值；目標(biāo)函數(shù)和狀態(tài)變；目標(biāo)函數(shù)和狀態(tài)變 量對(duì)設(shè)計(jì)變量的一次微分值，稱為量對(duì)設(shè)計(jì)變量的一次微分值，稱為一階值一階值。同理，二次微分。同理，二次微分 值稱為值稱為二階值二階值。一個(gè)優(yōu)化算法如果只用到零階值則稱為。一個(gè)優(yōu)化算法如果只用到零階值則稱為零階零階 方法方法；如果用到一階值（但不會(huì)用到二階值），則稱為；如果用到一階值（但不會(huì)用到二階值），則稱為一階一階 方法方法；同理，如果會(huì)用到二階值則稱為；同理，如果會(huì)用到二階值則稱為二階方法二階方法。 在在計(jì)算時(shí)間計(jì)算時(shí)間上，依次是計(jì)算零階值最節(jié)省

15、時(shí)間、計(jì)算一階上，依次是計(jì)算零階值最節(jié)省時(shí)間、計(jì)算一階 值次之、計(jì)算二階值最耗時(shí)間，而且三者的差別是以值次之、計(jì)算二階值最耗時(shí)間，而且三者的差別是以n（設(shè)計(jì)（設(shè)計(jì) 變量數(shù)）的倍數(shù)增加；也就是說計(jì)算一階值是計(jì)算零階值的變量數(shù)）的倍數(shù)增加；也就是說計(jì)算一階值是計(jì)算零階值的n 倍時(shí)間，計(jì)算二階值是計(jì)算一階值的倍時(shí)間，計(jì)算二階值是計(jì)算一階值的n倍時(shí)間。從另一方面來倍時(shí)間。從另一方面來 比較，在比較，在計(jì)算精度與收斂性計(jì)算精度與收斂性上，則依次是二階方法優(yōu)于一階上，則依次是二階方法優(yōu)于一階 方法，而一階方法優(yōu)于零階方法。整體的效率而言，零階方方法，而一階方法優(yōu)于零階方法。整體的效率而言，零階方 法通常還

16、是較有效率的，一階方法次之，二階方法則是最沒法通常還是較有效率的，一階方法次之，二階方法則是最沒 效率的。效率的。 2.5 其它優(yōu)化工具其它優(yōu)化工具 除了零階方法和一階方法這兩個(gè)選擇以外，使用除了零階方法和一階方法這兩個(gè)選擇以外，使用OPTYPE命令也可以命令也可以 選擇其它的工具，具體有如下幾種。選擇其它的工具，具體有如下幾種。 (1) 單迭代設(shè)計(jì)工具單迭代設(shè)計(jì)工具(Single Iteration Design Tool)：可以手動(dòng)地去改變：可以手動(dòng)地去改變 設(shè)計(jì)變量，設(shè)計(jì)變量， 然后使然后使ANSYS計(jì)算狀態(tài)變量和目標(biāo)方程，再自行判斷是計(jì)算狀態(tài)變量和目標(biāo)方程，再自行判斷是 否足夠優(yōu)化。這

17、種手動(dòng)的方式有時(shí)候比較有效率，尤其要對(duì)一個(gè)問否足夠優(yōu)化。這種手動(dòng)的方式有時(shí)候比較有效率，尤其要對(duì)一個(gè)問 題進(jìn)行一些題進(jìn)行一些初步探索性計(jì)算和研究初步探索性計(jì)算和研究時(shí)。時(shí)。 (2) 隨機(jī)計(jì)設(shè)計(jì)工具隨機(jī)計(jì)設(shè)計(jì)工具(Random Design Tool)：可以要求：可以要求ANSYS在設(shè)計(jì)中在設(shè)計(jì)中 隨機(jī)地挑選隨機(jī)地挑選n個(gè)設(shè)計(jì)序列，并計(jì)算其目標(biāo)方程和狀態(tài)變量值。個(gè)設(shè)計(jì)序列，并計(jì)算其目標(biāo)方程和狀態(tài)變量值。 (3) 梯度法梯度法(Gradient Tool) ：所謂梯度就是指一階的意思，亦即目標(biāo)：所謂梯度就是指一階的意思，亦即目標(biāo) 函數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)變量的微分。梯度又稱為靈敏度，因?yàn)樗碇O(shè)計(jì)變函數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)

18、變量的微分。梯度又稱為靈敏度，因?yàn)樗碇O(shè)計(jì)變 量的變動(dòng)對(duì)目標(biāo)函數(shù)相對(duì)的變動(dòng)，計(jì)算梯度又稱為叫靈敏度分析。量的變動(dòng)對(duì)目標(biāo)函數(shù)相對(duì)的變動(dòng)，計(jì)算梯度又稱為叫靈敏度分析。 (4) 等步長(zhǎng)搜索工具等步長(zhǎng)搜索工具(Sweep Tool)：針對(duì)某一個(gè)設(shè)計(jì)變量做研究，也：針對(duì)某一個(gè)設(shè)計(jì)變量做研究，也 就是當(dāng)此設(shè)計(jì)變量在變化時(shí)，目標(biāo)函數(shù)和狀態(tài)變量是如何變化的。就是當(dāng)此設(shè)計(jì)變量在變化時(shí)，目標(biāo)函數(shù)和狀態(tài)變量是如何變化的。 (5) 乘子計(jì)算工具乘子計(jì)算工具(Factorial Tool)：ANSYS可以幫你直接采用正交表，可以幫你直接采用正交表， 不過這里的正交表是簡(jiǎn)單的二級(jí)全因子設(shè)計(jì)的正交表。不過這里的正交表是

19、簡(jiǎn)單的二級(jí)全因子設(shè)計(jì)的正交表。 3 Ansys優(yōu)化設(shè)計(jì)的步驟 3.1 創(chuàng)建循環(huán)使用的分析文件創(chuàng)建循環(huán)使用的分析文件 該文件應(yīng)當(dāng)表示一個(gè)完整的分析過程，但需滿足以下條件：該文件應(yīng)當(dāng)表示一個(gè)完整的分析過程，但需滿足以下條件： (1) 參數(shù)化建立模型參數(shù)化建立模型(PREP7) 用設(shè)計(jì)變量作為參數(shù)建模的工作是在用設(shè)計(jì)變量作為參數(shù)建模的工作是在PREP7中完成的。中完成的。 (2) 求解求解(SOLUTION) 求解器用于定義分析類型和分析選項(xiàng)，施加載荷，指定載荷步，完成有限求解器用于定義分析類型和分析選項(xiàng)，施加載荷，指定載荷步，完成有限 元計(jì)算。所有分析用到的數(shù)據(jù)都要指定：凝聚法分析中的主自由度，非

20、線性分元計(jì)算。所有分析用到的數(shù)據(jù)都要指定：凝聚法分析中的主自由度，非線性分 析中的收斂準(zhǔn)則，諧波分析中的頻率范圍等。載荷和邊界條件也可以作為設(shè)計(jì)析中的收斂準(zhǔn)則，諧波分析中的頻率范圍等。載荷和邊界條件也可以作為設(shè)計(jì) 變量。變量。 (3) 提取并指定狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)提取并指定狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)(POST1/POST26) 提取結(jié)果并賦值給相應(yīng)的參數(shù)。這些參數(shù)一般為狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)。提提取結(jié)果并賦值給相應(yīng)的參數(shù)。這些參數(shù)一般為狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)。提 取數(shù)據(jù)的操作用取數(shù)據(jù)的操作用*GET命令命令(Utility MenuParametersGet Scalar Data)實(shí)現(xiàn)。實(shí)現(xiàn)。 (4) 分析

21、文件的準(zhǔn)備分析文件的準(zhǔn)備 分析文件有三種方式，分別為系統(tǒng)編輯器編輯的批處理文件；分析文件有三種方式，分別為系統(tǒng)編輯器編輯的批處理文件；LGWRITE命命 令令(Utility MenuFileWrite DB Log)生成的命令流文件；程序命令流文件生成的命令流文件；程序命令流文件 (Jobname. LOG，必要時(shí)需刪除不必要的部分，必要時(shí)需刪除不必要的部分)。 3.2 建立優(yōu)化分析的參數(shù)建立優(yōu)化分析的參數(shù) 完成分析文件的建立后，就可以進(jìn)行優(yōu)化分析了，如果完成分析文件的建立后，就可以進(jìn)行優(yōu)化分析了，如果 在交互方式下進(jìn)行優(yōu)化的話，最好先在在交互方式下進(jìn)行優(yōu)化的話，最好先在ANSYS數(shù)據(jù)庫中用

22、數(shù)據(jù)庫中用分分 析文件建立參數(shù)析文件建立參數(shù)，其優(yōu)點(diǎn)有：，其優(yōu)點(diǎn)有：初始參數(shù)初始參數(shù)可以作為一階分析可以作為一階分析 方法的起點(diǎn)，且對(duì)于優(yōu)化過程參數(shù)在數(shù)據(jù)庫中可以在方法的起點(diǎn)，且對(duì)于優(yōu)化過程參數(shù)在數(shù)據(jù)庫中可以在GUI下下 進(jìn)行操作，便于定義優(yōu)化變量。進(jìn)行操作，便于定義優(yōu)化變量。 3.3 進(jìn)入進(jìn)入OPT指定分析文件指定分析文件 該步驟是由該步驟是由OPT處理器來完成，其命令為：處理器來完成，其命令為：/OPT。 3.4 聲明優(yōu)化變量聲明優(yōu)化變量 該步驟指定哪些參數(shù)是設(shè)計(jì)變量，哪些參數(shù)是狀態(tài)參數(shù)，該步驟指定哪些參數(shù)是設(shè)計(jì)變量，哪些參數(shù)是狀態(tài)參數(shù)， 哪些參數(shù)是目標(biāo)函數(shù)，允許有不超過哪些參數(shù)是目標(biāo)函數(shù)

23、，允許有不超過60個(gè)設(shè)計(jì)變量個(gè)設(shè)計(jì)變量和不超和不超 過過100個(gè)狀態(tài)變量個(gè)狀態(tài)變量，但只能有，但只能有一個(gè)目標(biāo)函數(shù)一個(gè)目標(biāo)函數(shù)。 3.5 選擇優(yōu)化工具或優(yōu)化方法選擇優(yōu)化工具或優(yōu)化方法 ANSYS提供了一些優(yōu)化工具和方法，默認(rèn)方法是單次循提供了一些優(yōu)化工具和方法，默認(rèn)方法是單次循 環(huán)，指定后續(xù)優(yōu)化的工具和方法的命令為：環(huán)，指定后續(xù)優(yōu)化的工具和方法的命令為：OPTYPE。 3.6 指定優(yōu)化循環(huán)控制方式指定優(yōu)化循環(huán)控制方式 每種優(yōu)化方法和工具都有相應(yīng)的每種優(yōu)化方法和工具都有相應(yīng)的循環(huán)控制參數(shù)，如最大循環(huán)控制參數(shù)，如最大 迭代次數(shù)迭代次數(shù)等，這些控制參數(shù)設(shè)定的路徑為：等，這些控制參數(shù)設(shè)定的路徑為：Ma

24、in MenuDesign OptMethod/Tool。 3.7 進(jìn)行優(yōu)化分析進(jìn)行優(yōu)化分析 在控制項(xiàng)設(shè)定好以后，可以進(jìn)行分析了，其命令為：在控制項(xiàng)設(shè)定好以后，可以進(jìn)行分析了，其命令為： OPEXE。在執(zhí)行。在執(zhí)行OPEXE時(shí)，優(yōu)化循環(huán)文件時(shí)，優(yōu)化循環(huán)文件(JOBNAME.LOOP)會(huì)會(huì) 根據(jù)分析文件生成。循環(huán)在滿足以下情況時(shí)終止：收斂、根據(jù)分析文件生成。循環(huán)在滿足以下情況時(shí)終止：收斂、 中斷、分析完成等。中斷、分析完成等。 3.8 查看設(shè)計(jì)序列結(jié)果查看設(shè)計(jì)序列結(jié)果 優(yōu)化循環(huán)結(jié)束后，可以用命令或相應(yīng)的優(yōu)化循環(huán)結(jié)束后，可以用命令或相應(yīng)的GUI路徑來查看路徑來查看 設(shè)計(jì)序列。如：設(shè)計(jì)序列。如：OPLIST、STATUS、POST1和和POST26等。等。 優(yōu)化數(shù)據(jù)流向優(yōu)化數(shù)據(jù)流向 4 Ansys優(yōu)化優(yōu)化分析例子分析例子 上上圖是一個(gè)兩端固定的矩形斷面鋼梁，其彈性模量圖是一個(gè)兩端固定的矩形斷面鋼梁，其彈性模量E = 200 Gpa，梁的寬度，梁的寬度b