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1、業(yè)信息化DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2013．08．010基于ANSYS的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)吳亞明(黃石職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖北黃石435003)摘要：論述在基于有限元軟件ANSYS平臺(tái)下，對結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化的步驟。綜合應(yīng)用拓?fù)鋬?yōu)化，參數(shù)化建模，形狀優(yōu)化的方法對產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化。并以應(yīng)力集中力擴(kuò)散結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，驗(yàn)證了所提出的優(yōu)化方法的可行性。為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了一種有效方法。該方法能夠很好地為實(shí)際工程設(shè)計(jì)與分析服務(wù)提高建模效率和準(zhǔn)確性，并能夠?qū)鹘y(tǒng)解析模型難以分析的一些參數(shù)進(jìn)行分析。關(guān)鍵詞：
2、結(jié)構(gòu)優(yōu)化；ANSYS；APDL中圖分類號(hào)：TP391文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009—9492(2013)08—0044一o4OptimalDesignofStructureBasedonANSYSWUYa—ruing(HuangShiPolytechnic，Huangshi435003，China)Abstract：ThispaperdiscussedproceduresofstructureoptimizationbasedontheANSYS，Parameterizedmodelingandfi
3、gureoptimizationwereimplementedtooptimizethescenarioofproduct．Stressconcentrationstructuredesignwasusedasaninstancetovalidatethefeasibilityofoptimizingmethod．Thepaperprovidedaefficientmeasuretostructionoptimization．Themethodcouldperfectlyimprovetheeffic
4、iencyofmodelingandaccuracyforthepracticalprojectandanalyzingserviee．Somepmmetersoftraditionalanalyticmodelwhicharedifficulttoanalyzecouldbeanalyzedinthiscase．Keywor~：optimumstructure；ANSYS；APDL0引言1優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本原理隨著全球市場競爭的日趨激烈，快速滿足市傳統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法主要是根據(jù)設(shè)計(jì)要求，憑場需求成為現(xiàn)代制造
5、業(yè)關(guān)鍵。在工程設(shè)計(jì)中，使經(jīng)驗(yàn)甚至直觀判斷，通過對若干設(shè)計(jì)方案進(jìn)行比設(shè)計(jì)效果達(dá)到最佳，用盡可能快的時(shí)間，盡可能較，選出最好的設(shè)計(jì)方案，然后再對其進(jìn)行強(qiáng)低的成本設(shè)計(jì)產(chǎn)品，是設(shè)計(jì)師一直追求的目標(biāo)。度、剛度、穩(wěn)定性等方面的計(jì)算分析與校核，以實(shí)踐證明，按照傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方法作出的設(shè)計(jì)方案，驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性，所以，這種方法可以說很大部分都有改進(jìn)和提高的余地，而不是最佳方是經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化的設(shè)計(jì)方法。經(jīng)驗(yàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法缺乏案U-2]~近年來發(fā)展起來的有限元技術(shù)，將復(fù)雜的對設(shè)計(jì)對象全面理論分析和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膬?yōu)化準(zhǔn)則，因優(yōu)化求解過程封裝
6、入大型商業(yè)有限元軟件，這些此這種方法只是若干種方案中最優(yōu)者p。與傳統(tǒng)設(shè)軟件自動(dòng)完成很多建模和求解工作【3]。這樣工程師計(jì)方法不同，基于有限元的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法是在解決工程設(shè)計(jì)問題時(shí)，通過使用相關(guān)軟件，可建立在數(shù)學(xué)優(yōu)化算法、結(jié)構(gòu)分析和計(jì)算機(jī)技術(shù)上以從無數(shù)設(shè)計(jì)方案中找到最優(yōu)或者是盡可能完善的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。這種優(yōu)化方法是把追求的設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)方案，從而大大提高設(shè)計(jì)效率和設(shè)計(jì)質(zhì)要求和設(shè)計(jì)目標(biāo)，以數(shù)學(xué)公式的形式將其定量量。在大型有限元商業(yè)軟件中，ANSYS是現(xiàn)代產(chǎn)化。結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可以根據(jù)設(shè)計(jì)變量的類型分為品設(shè)計(jì)中的
7、高級(jí)CAE工具之一。本文介紹一種基形狀優(yōu)化和拓?fù)鋬?yōu)化。于ANSYS程序進(jìn)行的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。拓?fù)鋬?yōu)化的主要思想是將尋求結(jié)構(gòu)的最優(yōu)拓收稿日期：2012—12—28；修訂日期：2013—04—30吳亞明：基于ANSYS的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)制造業(yè)信保持了結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，大大提高了材料的利用率。12．0[Z]．2002．5結(jié)論[3]孫靖民．機(jī)械優(yōu)化設(shè)計(jì)[M]．北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003．本文綜合使用拓?fù)鋬?yōu)化，形狀優(yōu)化，利用[4]李芳，凌道盛．工程結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)發(fā)展綜述[J]．工APDL語言對產(chǎn)品進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化。并以應(yīng)
8、力集中力程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào)，2002，9(5)：229—235．?dāng)U散結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為例，驗(yàn)證了本文提出的優(yōu)化方法[5]楊秀萍，王鵬林．基于ANSYSAPDL語言的零件參數(shù)的可行性。為結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了一種有效方法。該化有限元分析[J]．組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù)，方法能夠很好地為實(shí)際工程設(shè)計(jì)與分析服務(wù)提高2005(11)：l0—11．建模效率和準(zhǔn)確性，并能夠?qū)鹘y(tǒng)解析模型難以[6]林丹益，李芳．基于ANSYS的結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化[J]．機(jī)分析的一些參數(shù)進(jìn)行分析。電工程．2012(
