isight和proe與ansys集成的多學(xué)科優(yōu)化案例介紹

./Isight與Pro/e和Ansys集成的多學(xué)科優(yōu)化案例介紹迫于研究生畢業(yè)設(shè)計的要求,需要用到多學(xué)科優(yōu)化,自己當(dāng)時學(xué)習(xí)的時候網(wǎng)上找了很久沒找到教程,這里就將通過自己研究學(xué)習(xí)后的心得介紹介紹。案例中使用的軟件：isight5.5proe4.0ansys12.0注意：必須是這幾個版本的組合,本人多次嘗試,用ansys15.0、proe5.0什么的組合都不行,只有這個搭配才能正常集成。參考教材《isight參數(shù)化理論與實例詳解》,該書電子鏈接〔百度文庫里面有：目標(biāo)：有必要裝置關(guān)鍵結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)進行優(yōu)化設(shè)計,使得在滿足整體裝置剛度要求的情況下,裝置更加輕量化。一般優(yōu)化設(shè)計模型一般標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化設(shè)計模型為：式中,d=<d1,d2…dk>是優(yōu)化設(shè)計過程中待確定的設(shè)計變量,f<d>是待優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù),qi<d>是不等式形式的約束函數(shù),hi<d>是等式形式的約束函數(shù),d1A和d1B是相對于設(shè)計變量dt的上屆和下屆,以下對此進行分析。設(shè)計變量裝置主體結(jié)構(gòu)包括由矩形鋼焊接而成的支撐框架和環(huán)形基座,如下圖所示,裝置的體積V、形變量E1與矩形鋼的長a、寬b、厚度c、環(huán)形基座的厚度d有關(guān)優(yōu)化目標(biāo)在保證形變量要求的基礎(chǔ)上同時獲得更合理的尺寸分布,使裝置的質(zhì)量最?。籄nsys分析模型可以很方便地導(dǎo)出體積信息,而質(zhì)量與密度成正比,因此,為減輕整體裝置重量,可將裝置的體積作為優(yōu)化目標(biāo),即MinV 約束條件裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化的關(guān)鍵是保證整體裝置的靜剛度特性不超過設(shè)計要求的條件下減小重量,約束條件包括狀態(tài)約束和變量約束,狀態(tài)約束主要是整體結(jié)構(gòu)的形變量、許用應(yīng)力,變量的取值范圍為變量約束,如下式所示,其中|E1|max為自動焊接裝置的最大變形量,σmax為最大等效應(yīng)力。優(yōu)化過程Isight優(yōu)化設(shè)計分析流程通過Isight集成三維建模軟件Pro/E和有限元分析軟件Ansys,在Pro/E中進行參數(shù)化建模,調(diào)用參數(shù)化建模的歷史文件對設(shè)計變量進行賦值,并通過批處理文件驅(qū)動Ansys對調(diào)用的參數(shù)化模型進行分析,提取結(jié)果文件作為優(yōu)化的輸出文件,然后通過選取Isight合適的優(yōu)化算法對設(shè)計變量及優(yōu)化目標(biāo)設(shè)定的次數(shù)進行迭代循環(huán)操作。集成優(yōu)化流程圖如圖。近似模型的建立基集成過程〔最關(guān)鍵過程采用響應(yīng)面法建立自動焊接裝置優(yōu)化模型目標(biāo)函數(shù)的近似數(shù)學(xué)模型,構(gòu)建流程如圖所示。圖近似模型構(gòu)建流程step0：近似模型建立過程中需要用到的這7個文件文件1—isight集成后能自動調(diào)用ansys分析的批處理文件；文件2—isight集成后能自動調(diào)用proe根據(jù)給定的參數(shù)進行參數(shù)化建模的批處理文件；文件3—isight集成后能自動調(diào)用ansys分析后的輸出結(jié)果文件；文件4—ansys的lgw文件；〔會ansys的同志應(yīng)該知道這是什么東西文件5—proe參數(shù)化建模文件；文件6—proe參數(shù)化建模的trail文件,將后綴trail改為txt后的文件；文件7—isight調(diào)用的參數(shù)；step1：proe參數(shù)化建?！惨部梢杂肧olidWorks進行參數(shù)化建模,但本人覺得proe簡單點不會proe參數(shù)化建模的,可以參照下面網(wǎng)站學(xué)習(xí)：模型建立好后,通過工具—關(guān)系〔或者參數(shù)可以隨意更改設(shè)計參數(shù)的值,模型跟著變化。此文件即為文件5—proe參數(shù)化建模文件保存此文件后,系統(tǒng)自動參數(shù)trail文件,找到這個trail文件,更名為youhua0306〔我設(shè)計時候的名字,名字可自己定義并更改后綴為txt,此文件即為文件6—proe參數(shù)化建模的trail文件。step2：ansys分析step2.1將建立好的proe文件導(dǎo)入到ansys里面分析〔必須是ansys經(jīng)典,workbench不可以,分析后,找到分析后的lgw文件〔包括分析文件和結(jié)果文件,這里只粘貼分析文件,把分析的這部分的lgw復(fù)制出來粘貼到txt文件中,保持后將txt后綴改為lgw。〔或者直接在原lgw文件中刪除與本次分析不相關(guān)的內(nèi)容分析文件大致為：〔后面我會把源代碼貼出。。。。。。。。。一直到finish為止只需要這么多。。此文件即為文件4—ansys的lgw文件。step2.2將本次ansys的所有文件,包括分析文件和ansys結(jié)果文件粘貼出來,保存在txt文件里面,自己命名,我這里命名為jiati-out.txt。。。。。。。。。。。。。。。。此文件即為文件3—isight集成后能自動調(diào)用ansys分析后的輸出結(jié)果文件；step3：批處理文件的制作〔對新手來說,這是最難其實也是最簡單的一步step3.1：ansys分析的批處理文件制作在txt文本中,輸入下列字符,必須一致。其中,1代表ansys12.0的啟動文件；2代表后續(xù)需要isight調(diào)用的輸入文件,i〔代表input,i后面是輸入的ansys處理程序。3代表后續(xù)需要isight用到的輸出文件,o〔代表output,o后面是輸出的ansys分析結(jié)果。保存后,自行命名〔注意：所有文件的命名必須上下一致,此文件即為文件1—isight集成后能自動調(diào)用ansys分析的批處理文件；step3.2：Pro/e參數(shù)化建模的批處理文件制作在txt文本中,輸入下列字符。其中,1代表每次執(zhí)行參數(shù)化建模時候,將前一個trail文件刪除,這樣避免了在近似模型建立時候,反復(fù)參數(shù)化建模,產(chǎn)生很多個沒用的trail文件。刪除目錄必須與產(chǎn)生trail文件的目錄一致,我這里trail文件在H：\youhua0306文件夾中產(chǎn)生的,對應(yīng)需要刪除的是?！矠槭裁词?2,因為我第一個文件的后綴是prt.11,這里大家根據(jù)實際情況,如果第一個制作的參數(shù)化文件的后綴是prt.1,則這里需要輸入的是prt.2,即刪除后來產(chǎn)生的那個trail文件2代表執(zhí)行參數(shù)化建模,該路徑是proe的啟動目錄,后面的youhua0306.txt就是之前step1建立的trail文件。這句話的意思就是,反復(fù)調(diào)用proe對part11根據(jù)isight分配的產(chǎn)生值,進行參數(shù)化建模保存后,自行命名,此文件即為文件2—isight集成后能自動調(diào)用proe根據(jù)給定的參數(shù)進行參數(shù)化建模的批處理文件；準(zhǔn)備工作做好了,接下來開始isight集成step4：isight集成step4.1：構(gòu)建如下集成流程step4.2.：proego的設(shè)置step：雙擊proego這一個simcode,彈出如下對話框,在command下的basis里,先勾選DistributeExecutable,再點擊FindProgram彈出第二個對話框。選擇之前做好的goproe.bat文件,單擊打開即可。選好后會出現(xiàn)下面的界面,再apply即可step：proego輸入設(shè)置在proego的input下設(shè)置輸入?yún)?shù)在proego的output下設(shè)置輸入?yún)?shù)別的地方不需要設(shè)置。step4.3.：ansysgo的設(shè)置step：同理雙擊proego這一個simcode,彈出如下對話框,在command下的basis里,先勾選DistributeExecutable,再點擊FindProgram彈出第二個對話框選擇之前做好的ansys批處理文件。step：ansysgo輸入設(shè)置step：ansysgo輸出設(shè)置1.output2.選擇action下面的jiatiout文件〔即之前做好的ansys分析結(jié)果文件--文件33.在jiatiout的對話框下找到分析結(jié)果的應(yīng)力值,這里為VALUE=后面的,點擊這里,在4出添加,并命名,最后出現(xiàn)5的界面。同理添加輸出結(jié)果的其他輸出設(shè)置。step5：響應(yīng)面模型的建立右擊task,在彈出的對話框中選擇approximation新建一個響應(yīng)面new,具體參照接下來運行,即可求得響應(yīng)面模型。后續(xù)優(yōu)化過程比較簡單,具體參數(shù)《isight參數(shù)化理論與實例詳解》該書電子鏈接〔百度文庫里面有：附Ansysgo批處理文件內(nèi)容〔文件1："G:\ProgramFiles<x86>\ANSYSInc\v120\ansys\bin\winx64\ANSYS120.exe"-b-pansys-iyouhua0306.lgw-ojiatiout.txtproego批處理文件內(nèi)容〔文件2："G:\PROE4.0\bin\proe1.bat"youhua0306.txtAnsys分析的lgw分析文件內(nèi)容〔文件4：finish/clear~PROEIN,'youhua0306','prt.12','H:\youhua0306\',G:\PROE4.0\bin\proe1.bat,0,0a=69b=50d=2.045287819449169e=10/prep7ET,1,SOLID185mp,ex,1,2.06e5mp,prxy,1,0.3mp,dens,1,7.8e-9esize,10MSHAPE,1,3DMSHKEY,0!自由網(wǎng)格劃分vmesh,all/REPLOT,RESIZE/REPLOT,RESIZE/REPLOT,RESIZEVSUM,DEFAULT!**GET,volumed,VOLU,all,VOLU!*/soluwpcsys,1asel,s,loc,y,-b/2-1,-b/2+1