ANSYS可靠性設(shè)計(jì)PDS

1、概率設(shè)計(jì)概率設(shè)計(jì)M6-2 前言：可靠度基本理論前言：可靠度基本理論第一節(jié)：基于有限元的概率設(shè)計(jì)技術(shù)第一節(jié)：基于有限元的概率設(shè)計(jì)技術(shù) 1.1 基于有限元的概率設(shè)計(jì)基于有限元的概率設(shè)計(jì)(PDS)簡(jiǎn)介簡(jiǎn)介 1.2 PDS的基本概率與過程數(shù)據(jù)流的基本概率與過程數(shù)據(jù)流 1.3 PDS中的參數(shù)分布函數(shù)及其選用中的參數(shù)分布函數(shù)及其選用 1.4 Monte Carlo法法 1.5 響應(yīng)面法響應(yīng)面法第二節(jié)：基于有限元的概率設(shè)計(jì)基本過程第二節(jié)：基于有限元的概率設(shè)計(jì)基本過程 2.1 創(chuàng)建分析文件創(chuàng)建分析文件 2.2 初始化概率設(shè)計(jì)分析及參數(shù)初始化概率設(shè)計(jì)分析及參數(shù) 2.3 進(jìn)入進(jìn)入PDS并指定分析文件并指定分析文件

2、 2.4 定義概率設(shè)計(jì)模型定義概率設(shè)計(jì)模型 2.5 選擇概率設(shè)計(jì)方法或工具選擇概率設(shè)計(jì)方法或工具 2.6 執(zhí)行概率設(shè)計(jì)分析執(zhí)行概率設(shè)計(jì)分析 2.7 擬合和使用響應(yīng)面擬合和使用響應(yīng)面 2.8 概率設(shè)計(jì)結(jié)果后處理概率設(shè)計(jì)結(jié)果后處理第三節(jié)：概率設(shè)計(jì)分析的實(shí)例第三節(jié)：概率設(shè)計(jì)分析的實(shí)例 3.1承受橫向集中力板的承受橫向集中力板的LHS抽樣抽樣MCS概率設(shè)計(jì)實(shí)例概率設(shè)計(jì)實(shí)例 3.2三根桿桁架系統(tǒng)的直接抽樣三根桿桁架系統(tǒng)的直接抽樣MCS概率分析實(shí)例概率分析實(shí)例M6-3l 結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)：整個(gè)結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)：整個(gè)結(jié)構(gòu)的一部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計(jì)規(guī)定的某一

3、功能要求。結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)實(shí)質(zhì)上是結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的一個(gè)閥值，定的某一功能要求。結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)實(shí)質(zhì)上是結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)的一個(gè)閥值，如果工作狀態(tài)超過這一閥值，則結(jié)構(gòu)處于不安全、不耐久或不適用的狀態(tài)如果工作狀態(tài)超過這一閥值，則結(jié)構(gòu)處于不安全、不耐久或不適用的狀態(tài)；若工作狀態(tài)沒超過這一閥值，則結(jié)構(gòu)處于安全、耐久、適用的狀態(tài)；若工作狀態(tài)沒超過這一閥值，則結(jié)構(gòu)處于安全、耐久、適用的狀態(tài))(XgZ 000)(XgZ可靠狀態(tài)極限狀態(tài)失效狀態(tài)l用用 表示結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，稱作結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)。則結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)可表示結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)，稱作結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)。則結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)可表示為：表示為： 結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)M6-41

4、. 用定義計(jì)算結(jié)構(gòu)可靠度2.用統(tǒng)計(jì)分析計(jì)算可靠度nkxgPPnflim0)(nk0)(xg式中，試驗(yàn)的總次數(shù)；實(shí)驗(yàn)中的次數(shù)。dXXfXgPPXgf)(0)(0)(000)(XgZ可靠狀態(tài)極限狀態(tài)失效狀態(tài) 結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)結(jié)構(gòu)的工作狀態(tài)M6-5利用概率設(shè)計(jì)方法可以幫助用戶確定利用概率設(shè)計(jì)方法可以幫助用戶確定“失效失效”情況發(fā)生的可能性，情況發(fā)生的可能性，這樣就使得用戶可以改進(jìn)設(shè)計(jì)直到滿足用戶可以接受的這樣就使得用戶可以改進(jìn)設(shè)計(jì)直到滿足用戶可以接受的“極限極限”即即可?？?。概率設(shè)計(jì)技術(shù)是用來評(píng)估輸入?yún)?shù)的不確定性對(duì)于系統(tǒng)響應(yīng)的影響概率設(shè)計(jì)技術(shù)是用來評(píng)估輸入?yún)?shù)的不確定性對(duì)于系統(tǒng)響應(yīng)的影響行為及其特性

5、。行為及其特性。輸入?yún)?shù)包括幾何尺寸、加工誤差、材料、載荷等不確定因素。輸入?yún)?shù)包括幾何尺寸、加工誤差、材料、載荷等不確定因素。響應(yīng)參數(shù)包括溫度、應(yīng)力、位移等。響應(yīng)參數(shù)包括溫度、應(yīng)力、位移等。有限元分析技術(shù)與概率設(shè)計(jì)技術(shù)相結(jié)合，就是基于有限元的概率設(shè)有限元分析技術(shù)與概率設(shè)計(jì)技術(shù)相結(jié)合，就是基于有限元的概率設(shè)計(jì)，即計(jì)，即ANSYS程序提供的程序提供的PDS技術(shù)（技術(shù)（Probabilistic Design System）.M6-6當(dāng)有限元模型的輸入?yún)?shù)不確定時(shí)，有限元結(jié)當(dāng)有限元模型的輸入?yún)?shù)不確定時(shí)，有限元結(jié)果的不確定程度有多大？響應(yīng)參數(shù)的置信度有果的不確定程度有多大？響應(yīng)參數(shù)的置信度有多高？

6、多高？輸入?yún)?shù)的不確定性決定響應(yīng)參數(shù)的不確定性輸入?yún)?shù)的不確定性決定響應(yīng)參數(shù)的不確定性，目標(biāo)產(chǎn)品滿足設(shè)計(jì)要求的概率有多大？工作，目標(biāo)產(chǎn)品滿足設(shè)計(jì)要求的概率有多大？工作失效概率有多大？失效概率有多大？在所有不確定的輸入?yún)?shù)中哪個(gè)參數(shù)的不確定在所有不確定的輸入?yún)?shù)中哪個(gè)參數(shù)的不確定性對(duì)于響應(yīng)參數(shù)的影響程度最大，或者說對(duì)于性對(duì)于響應(yīng)參數(shù)的影響程度最大，或者說對(duì)于目標(biāo)產(chǎn)品最容易引起其工作失效？響應(yīng)參數(shù)對(duì)目標(biāo)產(chǎn)品最容易引起其工作失效？響應(yīng)參數(shù)對(duì)輸入?yún)?shù)變化的靈敏度多大？輸入?yún)?shù)變化的靈敏度多大？ANSYS提供的基于有限元的概率設(shè)計(jì)系統(tǒng)（提供的基于有限元的概率設(shè)計(jì)系統(tǒng)（PDS）的主要應(yīng)用方向：）的主要應(yīng)用

7、方向：M6-7隨機(jī)輸入?yún)?shù)隨機(jī)輸入?yún)?shù)（RVsrandom input variables ） 又稱設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)參數(shù)，直接影響分析結(jié)果，需指定分布類型以特征參數(shù)又稱設(shè)計(jì)驅(qū)動(dòng)參數(shù)，直接影響分析結(jié)果，需指定分布類型以特征參數(shù)相關(guān)性相關(guān)性（Correlation） 指兩個(gè)（或多個(gè)）隨機(jī)輸入?yún)?shù)之間存在統(tǒng)計(jì)上的關(guān)聯(lián)性指兩個(gè)（或多個(gè)）隨機(jī)輸入?yún)?shù)之間存在統(tǒng)計(jì)上的關(guān)聯(lián)性隨機(jī)輸出變量隨機(jī)輸出變量（RPsrandom output parameters) 指有限元分析結(jié)果指有限元分析結(jié)果 RP是是RV的函數(shù)的函數(shù)概率設(shè)計(jì)參數(shù)概率設(shè)計(jì)參數(shù) （probabilistic design variables） RV和和R

8、P統(tǒng)稱為概率設(shè)計(jì)參數(shù)，在定義時(shí)必需指定統(tǒng)稱為概率設(shè)計(jì)參數(shù)，在定義時(shí)必需指定樣本（樣本（Sample） 一個(gè)樣本就是一序列確定的隨機(jī)輸入?yún)?shù)值一個(gè)樣本就是一序列確定的隨機(jī)輸入?yún)?shù)值仿真（仿真（Simulation）分析文件（分析文件（Analysis file） 是一個(gè)是一個(gè)ANSYS輸入文件，包含一個(gè)完整的分析過程，如前處理、求解和后處理等輸入文件，包含一個(gè)完整的分析過程，如前處理、求解和后處理等 必須包含參數(shù)化自動(dòng)建模的過程，所有輸入和輸出項(xiàng)，將可能被定義成隨機(jī)輸入?yún)?shù)和隨機(jī)輸出必須包含參數(shù)化自動(dòng)建模的過程，所有輸入和輸出項(xiàng)，將可能被定義成隨機(jī)輸入?yún)?shù)和隨機(jī)輸出參數(shù)參數(shù)M6-8循環(huán)文件（循環(huán)

9、文件（Loop file） *.loop文件，由文件，由ANSYS自動(dòng)根據(jù)分析文件生成。自動(dòng)根據(jù)分析文件生成。 利用該文件進(jìn)行概率設(shè)計(jì)循環(huán)利用該文件進(jìn)行概率設(shè)計(jì)循環(huán)概率設(shè)計(jì)模型（概率設(shè)計(jì)模型（Probabilistic model） 以分析文件形式存在，包括所有定義和設(shè)置：以分析文件形式存在，包括所有定義和設(shè)置：RVs、相關(guān)性、相關(guān)性、RPs、概率設(shè)計(jì)方法和相關(guān)、概率設(shè)計(jì)方法和相關(guān) 參數(shù)等參數(shù)等概率設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)（概率設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)（PDS database） 包括當(dāng)前設(shè)計(jì)的環(huán)境，包括包括當(dāng)前設(shè)計(jì)的環(huán)境，包括RVs、相關(guān)性、相關(guān)性、RPs、概率設(shè)計(jì)方法、被執(zhí)行的概率分析及存儲(chǔ)其結(jié)、概率設(shè)計(jì)方法、被執(zhí)行

10、的概率分析及存儲(chǔ)其結(jié)果的各種文件、使用哪個(gè)概率設(shè)計(jì)分析中的哪個(gè)輸出參數(shù)來擬合響應(yīng)表面、擬合中所使用的回歸果的各種文件、使用哪個(gè)概率設(shè)計(jì)分析中的哪個(gè)輸出參數(shù)來擬合響應(yīng)表面、擬合中所使用的回歸模型、擬合結(jié)果等。模型、擬合結(jié)果等。 可以被存儲(chǔ)到可以被存儲(chǔ)到j(luò)obname.pds，并且可重新讀入。結(jié)果不存儲(chǔ)在這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中。擬合響應(yīng)表面的樣，并且可重新讀入。結(jié)果不存儲(chǔ)在這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)中。擬合響應(yīng)表面的樣本即存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。本即存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。均值（均值（Mean value）、中間值（）、中間值（Median value）、標(biāo)準(zhǔn)方差（）、標(biāo)準(zhǔn)方差（Standard deviation）M6-9ANSYS數(shù)據(jù)

11、庫(kù)文件SAVERESUM有限元模型數(shù)據(jù)庫(kù)可靠性分析數(shù)據(jù)庫(kù)PDSAVE可靠性分析數(shù)據(jù)庫(kù)文件PDRESUM循環(huán)文件PDEXEPDEXE/EXIST分析文件M6-10M6-11M6-12 M6-13Monte Carlo法(Monte Carlo Method)又名隨機(jī)模擬法或統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)法 nkPg(x)Pnflim0ix)(xg0)(xg0)(xg將隨機(jī)變量將隨機(jī)變量代入功能函數(shù)代入功能函數(shù)，得出一個(gè)函數(shù)值。若，得出一個(gè)函數(shù)值。若，則在計(jì)算機(jī)程序中記入一次失效的實(shí)現(xiàn)；若，則在計(jì)算機(jī)程序中記入一次失效的實(shí)現(xiàn)；若，則不記入。，則不記入。這樣就完成了一次計(jì)算，再產(chǎn)生下一個(gè)隨機(jī)數(shù)，重復(fù)上面的計(jì)算，直至完這樣

12、就完成了一次計(jì)算，再產(chǎn)生下一個(gè)隨機(jī)數(shù)，重復(fù)上面的計(jì)算，直至完成預(yù)定的實(shí)驗(yàn)次數(shù)為止。此時(shí)，失效概率成預(yù)定的實(shí)驗(yàn)次數(shù)為止。此時(shí)，失效概率為 Monte Carlo法可選擇法可選擇直接抽樣法直接抽樣法、超拉丁方抽樣超拉丁方抽樣和用戶抽樣處理。和用戶抽樣處理。M6-14Monte Carlo法特點(diǎn)：法特點(diǎn)：Monte Carlo方法及其程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，較容易實(shí)現(xiàn)；方法及其程序結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，較容易實(shí)現(xiàn)；收斂的概率和收斂的速度與問題的維數(shù)無關(guān)；收斂的概率和收斂的速度與問題的維數(shù)無關(guān)；用模擬的方法計(jì)算結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的失效概率，不需考慮失效模式的相關(guān)用模擬的方法計(jì)算結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的失效概率，不需考慮失效模式的相關(guān)性；性；只要抽

13、樣次數(shù)足夠多，該方法計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)可靠度的精度滿足要只要抽樣次數(shù)足夠多，該方法計(jì)算所得的結(jié)構(gòu)可靠度的精度滿足要求，所以一般用來檢驗(yàn)其他方法的計(jì)算結(jié)果。求，所以一般用來檢驗(yàn)其他方法的計(jì)算結(jié)果。M6-15直接抽樣直接抽樣Monte Carlo模擬技術(shù)中最常用的基本方法，可直接模擬技術(shù)中最常用的基本方法，可直接用于模擬各種工程真實(shí)過程?？赡M零件在現(xiàn)實(shí)中用于模擬各種工程真實(shí)過程?？赡M零件在現(xiàn)實(shí)中任何行為。任何行為。效率不高，需做大量仿真循環(huán)。效率不高，需做大量仿真循環(huán)。對(duì)抽樣過程沒有對(duì)抽樣過程沒有“記憶記憶”功能，會(huì)出現(xiàn)重復(fù)抽樣。功能，會(huì)出現(xiàn)重復(fù)抽樣。需要指定隨機(jī)輸入?yún)?shù)的樣本種值、仿真循環(huán)次數(shù)需

14、要指定隨機(jī)輸入?yún)?shù)的樣本種值、仿真循環(huán)次數(shù)和循環(huán)終止準(zhǔn)則（均值和標(biāo)準(zhǔn)方差精度等）和循環(huán)終止準(zhǔn)則（均值和標(biāo)準(zhǔn)方差精度等）M6-16拉丁超立方抽樣（拉丁超立方抽樣（LHS）比直接抽樣法更先進(jìn)、更有效。比直接抽樣法更先進(jìn)、更有效。對(duì)抽樣過程有對(duì)抽樣過程有“記憶記憶”功能，可避免直接抽樣法數(shù)據(jù)點(diǎn)功能，可避免直接抽樣法數(shù)據(jù)點(diǎn)集中而導(dǎo)致的仿真循環(huán)重復(fù)問題。集中而導(dǎo)致的仿真循環(huán)重復(fù)問題。強(qiáng)制抽樣過程中抽樣點(diǎn)必須離散分布于整個(gè)抽樣空間。強(qiáng)制抽樣過程中抽樣點(diǎn)必須離散分布于整個(gè)抽樣空間。LHS抽樣法比直接抽樣法要少抽樣法比直接抽樣法要少20%40%的仿真循環(huán)資的仿真循環(huán)資料。料。需要指定仿真循環(huán)次數(shù)、重復(fù)次數(shù)、樣

15、本分布位置、循需要指定仿真循環(huán)次數(shù)、重復(fù)次數(shù)、樣本分布位置、循環(huán)終止準(zhǔn)則（均值和標(biāo)準(zhǔn)方差精度等）和隨機(jī)輸入?yún)?shù)環(huán)終止準(zhǔn)則（均值和標(biāo)準(zhǔn)方差精度等）和隨機(jī)輸入?yún)?shù)樣本種子值。樣本種子值。M6-17比比Monte Carlo模擬需要的循環(huán)次數(shù)少。模擬需要的循環(huán)次數(shù)少?？蛇M(jìn)行非常低概率問題的分析。可進(jìn)行非常低概率問題的分析。擬合系數(shù)表示近似函數(shù)與響應(yīng)數(shù)值的近似程度擬合系數(shù)表示近似函數(shù)與響應(yīng)數(shù)值的近似程度,可通過用戶自己定義?？赏ㄟ^用戶自己定義。單個(gè)循環(huán)之間相互獨(dú)立，非常適用于并行計(jì)算。單個(gè)循環(huán)之間相互獨(dú)立，非常適用于并行計(jì)算。循環(huán)次數(shù)取決于隨機(jī)輸入變量個(gè)數(shù)，變量數(shù)不能太多。循環(huán)次數(shù)取決于隨機(jī)輸入變量個(gè)

16、數(shù)，變量數(shù)不能太多。要求輸入變量與輸入變量的函數(shù)平滑。如接觸分析不可以用該方法。要求輸入變量與輸入變量的函數(shù)平滑。如接觸分析不可以用該方法。M6-18響應(yīng)面法可選擇三種方法：中心合成設(shè)計(jì)響應(yīng)面法可選擇三種方法：中心合成設(shè)計(jì)、Box-Bchnken矩陣法和用戶指定法。矩陣法和用戶指定法。用數(shù)學(xué)函數(shù)（二次函數(shù)）表達(dá)隨機(jī)輸入變用數(shù)學(xué)函數(shù)（二次函數(shù)）表達(dá)隨機(jī)輸入變量和隨機(jī)輸出變量之間的關(guān)系。使用回歸量和隨機(jī)輸出變量之間的關(guān)系。使用回歸分析技術(shù)（通常是用最小二乘法）確定函分析技術(shù)（通常是用最小二乘法）確定函數(shù)的各項(xiàng)系數(shù)。數(shù)的各項(xiàng)系數(shù)。響應(yīng)面法兩個(gè)步驟：響應(yīng)面法兩個(gè)步驟：1，進(jìn)行仿真循環(huán)計(jì)算，進(jìn)行仿真循環(huán)

17、計(jì)算對(duì)應(yīng)隨機(jī)輸入變量空間樣本點(diǎn)的隨機(jī)輸出對(duì)應(yīng)隨機(jī)輸入變量空間樣本點(diǎn)的隨機(jī)輸出變量的數(shù)據(jù)；變量的數(shù)據(jù)；2，進(jìn)行回歸分析確定近似函，進(jìn)行回歸分析確定近似函數(shù)。數(shù)。jijinjijniiixxcxbaXg111)(M6-19 中心合成設(shè)計(jì)抽樣包括一個(gè)中心點(diǎn)、中心合成設(shè)計(jì)抽樣包括一個(gè)中心點(diǎn)、N個(gè)軸線點(diǎn)和位于個(gè)軸線點(diǎn)和位于2N-f階乘個(gè)階乘個(gè)N維超立方體的頂點(diǎn)。維超立方體的頂點(diǎn)。式中，式中，N隨機(jī)輸入變量數(shù)目隨機(jī)輸入變量數(shù)目 f中心合成設(shè)計(jì)階乘因子表達(dá)式中的一個(gè)參數(shù)。中心合成設(shè)計(jì)階乘因子表達(dá)式中的一個(gè)參數(shù)。 Box-Behnken矩陣抽樣包括一個(gè)中心點(diǎn)矩陣抽樣包括一個(gè)中心點(diǎn)N維超立方體每邊中維超立方體每

18、邊中心點(diǎn)。心點(diǎn)。M6-20ANSYS基于有限元的概率設(shè)計(jì)分析具體實(shí)現(xiàn)過程如下基于有限元的概率設(shè)計(jì)分析具體實(shí)現(xiàn)過程如下:2.1 創(chuàng)建分析文件創(chuàng)建分析文件.文件應(yīng)該包括完整的分析過程，如：文件應(yīng)該包括完整的分析過程，如：參數(shù)化有限元模型參數(shù)化有限元模型(PREP7)；求解求解(SOLUTION)；獲取數(shù)據(jù)，用做隨機(jī)輸入?yún)?shù)和隨機(jī)輸出參數(shù)獲取數(shù)據(jù)，用做隨機(jī)輸入?yún)?shù)和隨機(jī)輸出參數(shù)(POST1/POST26)；2.2 建立概率有限元分析數(shù)據(jù)庫(kù)和所有參數(shù)建立概率有限元分析數(shù)據(jù)庫(kù)和所有參數(shù)2.3 進(jìn)入進(jìn)入PDS模塊并指定分析文件模塊并指定分析文件(PDS)。2.4 定義隨機(jī)輸入變量和隨機(jī)輸出變量定義隨機(jī)輸入

19、變量和隨機(jī)輸出變量(PDS)。2.5 選擇概率設(shè)計(jì)工具或方法選擇概率設(shè)計(jì)工具或方法(PDS)。2.6 執(zhí)行概率設(shè)計(jì)分析所需要的循環(huán)執(zhí)行概率設(shè)計(jì)分析所需要的循環(huán)(PDS)。2.7 擬合響應(yīng)面（擬合響應(yīng)面（PDS）2.8 觀察概率設(shè)計(jì)結(jié)果（觀察概率設(shè)計(jì)結(jié)果（PDS）。）。M6-21分析文件就是基于分析文件就是基于APDL的參數(shù)化有限元分析過程的參數(shù)化有限元分析過程創(chuàng)建分析文件方法：創(chuàng)建分析文件方法： （1）GUI方式，再經(jīng)方式，再經(jīng)LOG文件整理出來；文件整理出來； （2）在文本編輯器中直接編寫。）在文本編輯器中直接編寫。M6-22具體過程包括具體過程包括: （1）定義并初始化參數(shù)（）定義并初始化

20、參數(shù)（RV） *CREATE,FILENAME,MAC ！創(chuàng)建宏文件！創(chuàng)建宏文件 如：如：A1=10 或用或用*SET,A1,10 （2）參數(shù)化創(chuàng)建有限元模型）參數(shù)化創(chuàng)建有限元模型 /PREP7 ！進(jìn)入前處理器！進(jìn)入前處理器 ET,1,LINK1 ！桿單元！桿單元 R,1,A1 ！以！以RV為參數(shù)的實(shí)常數(shù)為參數(shù)的實(shí)常數(shù) MP,EX,1,2.1E5 !定義材料定義材料 MP,PRXY,1,0.3 N,1,0,0,0 !創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)N,2,10,0,0E,1,2 !創(chuàng)建單元?jiǎng)?chuàng)建單元FINISH ！退出前處理器！退出前處理器（3）約束、加載、求解）約束、加載、求解/SOLU ！進(jìn)入求解器！進(jìn)入求

21、解器D,1,ALL ！約束！約束F,4,FY,-1000 !加載加載SOLVE ！求解！求解FINISH ！退出求解器！退出求解器M6-23(續(xù)前頁(yè)續(xù)前頁(yè))（4）提取結(jié)果數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)到參數(shù)中）提取結(jié)果數(shù)據(jù)并存儲(chǔ)到參數(shù)中/POST1 !進(jìn)入后處理器進(jìn)入后處理器SET,FIRST !讀入第一個(gè)結(jié)果序列讀入第一個(gè)結(jié)果序列ETABLE,axst,LS,1 !將單元應(yīng)力放入表將單元應(yīng)力放入表AXST中中*GET,sig1,ELEM,1,ETAB,AXST !sig1=單元單元1的軸向應(yīng)力的軸向應(yīng)力*GET,sig2,ELEM,2,ETAB,AXST *GET,sig3,ELEM,3,ETAB,AXST S

22、SUM !將單元表格內(nèi)數(shù)據(jù)求和將單元表格內(nèi)數(shù)據(jù)求和*GET,TVOL,SSUM, ,ITEM,VOLU !提取結(jié)構(gòu)總體積提取結(jié)構(gòu)總體積FINISH !退出后處理器退出后處理器*END ！完成宏定義！完成宏定義M6-242. 初始化概率設(shè)計(jì)分析及參數(shù)初始化概率設(shè)計(jì)分析及參數(shù)GUI方式方式:Utility MenuFileRead Input from APDL方式：方式：/INP,FILENAME,MAC3.進(jìn)入進(jìn)入PDS并指定分析文件并指定分析文件GUI方式方式:Main MenuProb DesignAnasis FileAssign APDL方式：方式： /PDS PDANL,FILENA

23、ME,MACM6-25（1）定義隨機(jī)輸入?yún)?shù)）定義隨機(jī)輸入?yún)?shù)GUI方式方式:Main MenuProb DesignProb Definitns Random Input APDL方式：方式： PDVAR, Name, Type, PAR1, PAR2, PAR3, PAR4設(shè)置變量分布類型；設(shè)置變量分布類型；設(shè)置變量分布參數(shù)。設(shè)置變量分布參數(shù)。M6-26繪制輸入?yún)?shù)分布圖繪制輸入?yún)?shù)分布圖GUI方式方式: Main MenuProb DesignProb DefinitnsPlot APDL方式：方式： PDPLOT, Name, PLOW, PUPM6-27定義輸入?yún)?shù)相關(guān)性定義輸入?yún)?shù)

24、相關(guān)性GUI方式方式: Main MenuProb DesignProb DefinitnsCorrelationAPDL方式：方式： PDCORR, Name1, Name2, CORRM6-28（2）指定隨機(jī)輸出參數(shù)）指定隨機(jī)輸出參數(shù)GUI方式方式: Main MenuProb DesignRandom OutputAPDL方式：方式： PDVAR, Name, Resp, PAR1, PAR2, PAR3, PAR4 選擇輸出變量。選擇輸出變量。 M6-29（1）使用）使用PDS向?qū)ё詣?dòng)選擇最合適的概率設(shè)計(jì)方法向?qū)ё詣?dòng)選擇最合適的概率設(shè)計(jì)方法GUI方式方式: Main MenuProb

25、DesignRandom MethodMethod Wizard 可以使用方法向?qū)ё尶梢允褂梅椒ㄏ驅(qū)ё孉NSYS程序幫助選擇適合當(dāng)前程序幫助選擇適合當(dāng)前問題的最有效隨機(jī)設(shè)計(jì)方法。問題的最有效隨機(jī)設(shè)計(jì)方法。 主要考慮因素包括：分析文件執(zhí)行一次的時(shí)間、主要考慮因素包括：分析文件執(zhí)行一次的時(shí)間、CPU數(shù)目、隨機(jī)輸出參數(shù)響應(yīng)特性、輸出參數(shù)需要評(píng)估的項(xiàng)數(shù)目、隨機(jī)輸出參數(shù)響應(yīng)特性、輸出參數(shù)需要評(píng)估的項(xiàng)等。等。 M6-30（1）使用）使用Monte Carlo法進(jìn)行概率設(shè)計(jì)法進(jìn)行概率設(shè)計(jì)GUI方式方式: Main MenuProb DesignProb MethodMonte Carlo Sims APDL

26、方式：方式：PDMETH, MCS, DIR/LHSDIR直接抽樣法直接抽樣法設(shè)置仿真次數(shù)設(shè)置仿真次數(shù)設(shè)置終止條件設(shè)置終止條件設(shè)置隨機(jī)輸入?yún)?shù)的樣本種子值設(shè)置隨機(jī)輸入?yún)?shù)的樣本種子值LHS拉丁超立方抽樣拉丁超立方抽樣設(shè)置仿真次數(shù)設(shè)置仿真次數(shù)設(shè)置仿真重復(fù)次數(shù)設(shè)置仿真重復(fù)次數(shù)指定區(qū)間內(nèi)的樣本分布位置指定區(qū)間內(nèi)的樣本分布位置設(shè)置終止條件設(shè)置終止條件設(shè)置隨機(jī)輸入?yún)?shù)的樣本種子值設(shè)置隨機(jī)輸入?yún)?shù)的樣本種子值M6-31（2）使用響應(yīng)面法進(jìn)行概率設(shè)計(jì)）使用響應(yīng)面法進(jìn)行概率設(shè)計(jì)GUI方式方式:Main MenuProb DesignProb MethodResponse Surface APDL方式：方式：P

27、DMETH,RSM, CCD/BBM設(shè)置概率下限值設(shè)置概率下限值設(shè)置概率上限值設(shè)置概率上限值M6-32運(yùn)行序列求解運(yùn)行序列求解GUI方式方式:Main MenuProb DesignRunExec SerialRun Serial APDL方式：方式：PDEXE, Slab, SER, NFAIL, FOPT, Fname輸入當(dāng)前輸入當(dāng)前PDS求解結(jié)果的標(biāo)識(shí)字符串求解結(jié)果的標(biāo)識(shí)字符串可以選擇保存樣本文件可以選擇保存樣本文件M6-33運(yùn)行運(yùn)行PDS并行分析并行分析GUI方式方式:Main MenuProb DesignRunExec Parallel APDL方式：方式：PDEXE, Slab,

28、 PAR, NFAIL, FOPT, Fname定義用來并行處理的遠(yuǎn)程主機(jī)定義用來并行處理的遠(yuǎn)程主機(jī)指定要復(fù)制到遠(yuǎn)程主機(jī)上的文件指定要復(fù)制到遠(yuǎn)程主機(jī)上的文件開始并行分析開始并行分析M6-34運(yùn)行求解完概率設(shè)計(jì)計(jì)算后，使用存儲(chǔ)在結(jié)果文件中運(yùn)行求解完概率設(shè)計(jì)計(jì)算后，使用存儲(chǔ)在結(jié)果文件中的的PDS數(shù)據(jù)可以擬合響應(yīng)表面。數(shù)據(jù)可以擬合響應(yīng)表面。如果不能確定響應(yīng)面法需要多少樣本點(diǎn)，那么樣本點(diǎn)如果不能確定響應(yīng)面法需要多少樣本點(diǎn)，那么樣本點(diǎn)數(shù)至少是響應(yīng)面系數(shù)的兩倍。數(shù)至少是響應(yīng)面系數(shù)的兩倍。Monte Carlo法和響應(yīng)面法模擬后都可以擬合響應(yīng)面法和響應(yīng)面法模擬后都可以擬合響應(yīng)面。M6-35擬合響應(yīng)表面擬合響

29、應(yīng)表面GUI方式：方式：Main MenuProb DesignResponse SurfFit Resp SurfAPDL方式：方式：RSFIT, RSlab, Slab, Name, Rmod, Ytrans, Yval, Xfilt, CONF指定存儲(chǔ)名稱字符串指定存儲(chǔ)名稱字符串用于擬合響應(yīng)面的用于擬合響應(yīng)面的PDS計(jì)算文件計(jì)算文件選擇要擬合響應(yīng)面的隨機(jī)輸出參數(shù)對(duì)象選擇要擬合響應(yīng)面的隨機(jī)輸出參數(shù)對(duì)象選擇擬合響應(yīng)面的回歸模型類別，包括：選擇擬合響應(yīng)面的回歸模型類別，包括：線性、沒有交叉項(xiàng)的二次函數(shù)和帶交叉項(xiàng)線性、沒有交叉項(xiàng)的二次函數(shù)和帶交叉項(xiàng)的二次函數(shù)的二次函數(shù)響應(yīng)面輸出結(jié)果數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)變換

30、處理。響應(yīng)面輸出結(jié)果數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)變換處理。確定在進(jìn)行回歸計(jì)算時(shí)是否過濾不相關(guān)項(xiàng)確定在進(jìn)行回歸計(jì)算時(shí)是否過濾不相關(guān)項(xiàng)M6-36繪制響應(yīng)表面繪制響應(yīng)表面GUI方式：方式：Main MenuProb DesignResponse SurfPlt Resp SurfAPDL方式：方式：RSPLOT, RSlab, YName, X1Name, X2Name, Type, NPTS, PLOW, PUP 選擇要擬合的隨機(jī)輸出參數(shù)對(duì)象選擇要擬合的隨機(jī)輸出參數(shù)對(duì)象選擇擬合響應(yīng)面的第一個(gè)隨機(jī)輸入?yún)?shù)選擇擬合響應(yīng)面的第一個(gè)隨機(jī)輸入?yún)?shù)選擇擬合響應(yīng)面的第二個(gè)隨機(jī)輸入?yún)?shù)選擇擬合響應(yīng)面的第二個(gè)隨機(jī)輸入?yún)?shù)響應(yīng)面顯示方

31、式：響應(yīng)面顯示方式：2D,3D各坐標(biāo)軸上的刻度點(diǎn)數(shù)各坐標(biāo)軸上的刻度點(diǎn)數(shù)概率上下限概率上下限M6-37輸出響應(yīng)表面輸出響應(yīng)表面GUI方式：方式：Main MenuProb DesignResponse SurfPrn Resp SurfAPDL方式：方式：RSPRNT, RSlab, YName, Xout輸出文件包括信息有：輸出文件包括信息有： 使用的變換函數(shù)使用的變換函數(shù) 回歸項(xiàng)回歸項(xiàng) 回歸系數(shù)回歸系數(shù) 擬合逼近程度擬合逼近程度設(shè)置內(nèi)容包括：設(shè)置內(nèi)容包括：選擇擬合得到的響應(yīng)面函數(shù)選擇擬合得到的響應(yīng)面函數(shù)選擇要擬合響應(yīng)面的輸出對(duì)象選擇要擬合響應(yīng)面的輸出對(duì)象選擇輸出方式選擇輸出方式M6-38根據(jù)

32、響應(yīng)表面生成根據(jù)響應(yīng)表面生成Monte Carlo樣本樣本GUI方式：方式：Main MenuProb DesignResponse SurfRS SimulationAPDL方式：方式：RSSIMS, RSlab, NSIM, Seed用擬合得到的響應(yīng)面函數(shù)代替有限元模型進(jìn)行用擬合得到的響應(yīng)面函數(shù)代替有限元模型進(jìn)行Monte Carlo模擬，模擬效模擬，模擬效率高。率高。模擬次數(shù)及計(jì)算精度。模擬次數(shù)及計(jì)算精度。M6-39在完成在完成PDS分析之后，對(duì)分析之后，對(duì)PDS結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚聿僮鳌＝Y(jié)果進(jìn)行適當(dāng)?shù)暮筇幚聿僮鳌?.統(tǒng)計(jì)分析統(tǒng)計(jì)分析 (statistics) 對(duì)單個(gè)變量的評(píng)估，允許對(duì)隨

33、機(jī)輸出變量或隨機(jī)輸對(duì)單個(gè)變量的評(píng)估，允許對(duì)隨機(jī)輸出變量或隨機(jī)輸入變量做統(tǒng)計(jì)分析。入變量做統(tǒng)計(jì)分析。樣本歷史樣本歷史柱狀圖柱狀圖累積分布函數(shù)累積分布函數(shù)概率概率逆概率逆概率2.趨勢(shì)分析趨勢(shì)分析(trends) 對(duì)多個(gè)變量的評(píng)估。對(duì)多個(gè)變量的評(píng)估。靈敏度靈敏度散點(diǎn)圖散點(diǎn)圖相關(guān)矩陣相關(guān)矩陣3.自動(dòng)報(bào)告自動(dòng)報(bào)告(report)設(shè)置報(bào)告選項(xiàng)設(shè)置報(bào)告選項(xiàng)輸出輸出HTML報(bào)告報(bào)告M6-40樣本歷史樣本歷史查看循環(huán)結(jié)果和循環(huán)次數(shù)的函數(shù)關(guān)系，查看變量的分布參數(shù)。查看循環(huán)結(jié)果和循環(huán)次數(shù)的函數(shù)關(guān)系，查看變量的分布參數(shù)。GUI方式：方式：Main MenuProb DesignProb ResultsStatisti

34、csSampl HistoryAPDL方式方式:PDSHIS, Rlab, Name, Type, CONF選擇抽樣數(shù)據(jù)文件選擇抽樣數(shù)據(jù)文件選擇要分析的變量選擇要分析的變量選擇圖形顯示方式（均值、標(biāo)準(zhǔn)方差、最值）選擇圖形顯示方式（均值、標(biāo)準(zhǔn)方差、最值）指定置信度水平指定置信度水平M6-41直方圖直方圖查看變量的離散情況。查看變量的離散情況。如圖抽樣次數(shù)足夠多，直方圖比較光滑，沒有大的間隙。如圖抽樣次數(shù)足夠多，直方圖比較光滑，沒有大的間隙。GUI方式：方式：Main MenuProb DesignProb ResultsStatisticsHistogramAPDL方式方式:PDHIST, Rl

35、ab, Name, NCL, Type選擇抽樣數(shù)據(jù)文件選擇抽樣數(shù)據(jù)文件選擇要分析的變量選擇要分析的變量指定繪制直方圖數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)指定繪制直方圖數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)指定柱狀圖類型。指定柱狀圖類型。M6-42累積分布函數(shù)累積分布函數(shù)查看可靠性或失效概率的工具。函數(shù)一點(diǎn)的數(shù)值等于數(shù)據(jù)出現(xiàn)在該點(diǎn)下的概率。查看可靠性或失效概率的工具。函數(shù)一點(diǎn)的數(shù)值等于數(shù)據(jù)出現(xiàn)在該點(diǎn)下的概率。GUI方式：方式：Main MenuProb DesignProb ResultsStatisticsCumulativeDFAPDL方式方式:PDCDF, Rlab, Name, Type, CONF, NMAX 選擇抽樣數(shù)據(jù)文件選擇抽樣數(shù)據(jù)文件

36、選擇要分析的變量選擇要分析的變量指定柱狀圖類型指定柱狀圖類型設(shè)置置信度水平設(shè)置置信度水平繪制曲線數(shù)據(jù)點(diǎn)總數(shù)繪制曲線數(shù)據(jù)點(diǎn)總數(shù)M6-43輸出概率輸出概率查看在給定數(shù)據(jù)點(diǎn)的失效概率。查看在給定數(shù)據(jù)點(diǎn)的失效概率。GUI方式：方式：Main MenuProb DesignProb ResultsStatisticsProbabilitiesAPDL方式方式:PDPROB, Rlab, Name, Relation, LIMIT, -, CONF選擇抽樣數(shù)據(jù)文件選擇抽樣數(shù)據(jù)文件選擇要分析的變量選擇要分析的變量邏輯關(guān)系邏輯關(guān)系比較數(shù)值比較數(shù)值設(shè)置置信度水平設(shè)置置信度水平M6-44靈敏度靈敏度輸出量和設(shè)計(jì)變

37、量的相關(guān)程度輸出量和設(shè)計(jì)變量的相關(guān)程度;如何提高零件質(zhì)量如何提高零件質(zhì)量;如何在質(zhì)量保證條件下節(jié)約資金。如何在質(zhì)量保證條件下節(jié)約資金。GUI方式：方式：Main MenuProb DesignProb ResultsTrendsSensitivitiesAPDL方式方式:PDSENS, Rlab, Name, Chart, Type, SLEVEL選擇抽樣數(shù)據(jù)文件選擇抽樣數(shù)據(jù)文件選擇要分析的變量選擇要分析的變量繪制靈敏度圖的類型繪制靈敏度圖的類型計(jì)算靈敏度的相關(guān)性系數(shù)類型計(jì)算靈敏度的相關(guān)性系數(shù)類型顯著性水平顯著性水平M6-45報(bào)告設(shè)置和生成報(bào)告報(bào)告設(shè)置和生成報(bào)告包括上述后處理所有結(jié)果包括上述后處理所有結(jié)果GUI方式：方式：Main MenuProb DesignProb ResultsReportReport Options Main MenuProb DesignProb ResultsReportGenerate ReportAPDL方式方式:PDROPT, RVAR, CORR, STAT, SHIS, HIST, CDF, SENS, PDWRITE, File, Fnam, LnamM6-46 如圖所示，兩邊固定方板承受集中力載荷模型。其尺寸和材料屬