ANSYS优化设计实例

ANSYS 优化设计 1 ANSYS 优化设计 1. 认识 ANSYS优化模块 1 .1 什么时候我需要它的帮忙? 什么是 ANSYS 优化？我想说明一个例子要比我在这里对你絮叨半天容易理解的多。 注意过普通的水杯吗？底面圆圆的，上面加盖的哪一种。仔细观察一下，你会发现比较老式的此类水杯有一个共同特点：底面直径＝水杯高度。 图 1 水杯的简化模型 为什么是这样呢？因为只有满足这个条件，才能在原料耗费最少的情况下使杯子的容积最大。在材料一定的情况下，如果水杯的底面积大，其高度必然就要小；如果高度变大了，底面积又大不了，如何调和这两者之间的矛盾？其实这恰恰就反应了一个完整的优化过程。 在这里，一个水杯的材料是一定的，所要优化的变量就是杯子底面的半径 r 和杯子的高度 h，在 ANSYS 的优化模块里面把这些需要优化的变量叫做设计变量（DV）；优化的目标是要使整个水杯的容积最大，这个目标在 ANSYS 的优化过程里叫目标函数（OBJ）；再者，对设计变量的优化有一定的限制条件，比如说整个杯子的材料不变，这些限制条件在 ANSYS的优化模块中用状态变量（SV）来控制。下面我们就来看看ANSYS 中怎么通过设定 DV、SV、OBJ，利用优化模块求解以上问题。 首先参数化的建立一个分析文件（假设叫v olu .inp），水杯初始半径为 R＝1，高度为 H＝1（DV），由于水杯材料直接喝水杯的表面积有关系，这里假设水杯表面积不能大于100，这样就有 S＝2π RH＋2π R2<100（SV），水杯的容积为 V＝π R2H（OBJ）。 File:v olu .inp (用参数直接定义也可或者在命令栏内直接写) R=1 H=1 S=2*3.14*R*H+2*3.14*R*R V=10000/(3.14*R*R*H) 然后再建一个优化分析文件（假设叫optv olu .inp），设定优化变量，并求解。 /clear,nostart /input,volu,inp /opt opanl,volu,inp opvar,R,dv,1,10,1e-2 opvar,H,dv,1,10,1e-2 opvar,S,sv,,100,1e-2 opvar,V,obj,,,1e-2 opkeep,on optype,subp opsave,optvolu,opt0 opexec 最后，在命令输入框中键入“/input,optvolu,inp”，整个优化过程就开始了。 图 2 ANSYS 优化过程图 ANSYS 优化设计 2 几秒钟的优化过程结束后，让我们来看一下优化的结果： /opt optlist,all 图3 优化结果 上图中左右带*的SET 22 是最优解，由此可以看出，要想在表面积一定的情况下使水杯容积最大，的确有这样一个规律H=D=2*R。有兴趣的同志可以用求极值的方法演算一下，一定会得到相...