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基于ANSYS的优化过程简介 ——《机械优化设计》 一、采用ANSYS软件实现优化的基本过程 设计变量（Design Variables） 状态变量（State Variables） 目标函数（Objective Function） 由于ANSYS的优化技术是建立在有限元分析基础上，在进行优化设计之前，首先要完成该参数化模型的有限元分析，其中包括前处理、施加载荷和边界条件并求解、后处理。并将该分析过程作为一个分析文件保存，以便于优化设计过程的再次利用。 一、采用ANSYS软件实现优化的基本过程 一、采用ANSYS软件实现优化的基本过程 ANSYS提供了两类优化方法 零阶方法： 零阶方法属于直接法，它是通过调整设计变量的值，采用曲线拟合的方法去逼近状态变量和目标函数，可以很有效地处理大多数的工程问题。 一、采用ANSYS软件实现优化的基本过程 ANSYS提供了两类优化方法 一阶方法： 一阶方法为间接法，是基于目标函数对设计变量的敏感程度的方法。在每次迭代中，计算梯度确定有哪些信誉好的足球投注网站方向。由于该方法在每次迭代中要产生一系列的子迭代，它所占用的时间相对较多，但是其计算精度要高，适合于精确的优化分析。 一、采用ANSYS软件实现优化的基本过程 ANSYS程序提供了一系列的分析——评估——修正的循环过程，即对初始设计进行分析，对分析结果就设计要求进行评估，然后修正设计。这一循环过程重复进行直到所有的设计要求都满足为止。 一、ANSYS软件实现优化的基本过程 ANSYS优化结果数据库文件Jobname.opt中记录有当前的优化环境，包括优化变量定义参数、所有优化设置和设计序列集合。 在优化结果序列中，完全满足状态变量规定约束条件的结果序列为可行的优化序列，可行的优化结果序列中包含一个最优设计序列。在优化结果序列中并不一定所有的结果序列完全满足状态变量规定的约束条件，这些不满足优化约束条件的优化序列称之为不可行的优化结果序列。 一、ANSYS软件实现优化的基本过程 批处理的方式- APDL语言 GUI交互方式– 一般用户 一、采用ANSYS软件实现优化的基本过程 基于APDL的ANSYS优化设计主要分析过程如下： 利用APDL的参数技术和ANSYS的命令创建参数化分析文件，用于优化循环。主要包含下面步骤： 在前处理器中建立参数化的模型 在求解器中求解 在后处理器中提取并指定状态变量和目标函数 进入优化设计器OPT，执行优化分析过程。 指定分析文件 声明优化变量，包括设计变量、状态变量和目标函数。 选择优化工具或优化方法。 进行优化分析。 查看优化设计序列结果。 检验设计优化序列。 二、ANSYS中的优化方法原理 ANSYS程序优化工具 单步运行法（Single Run） 随机有哪些信誉好的足球投注网站法（Random Design） 乘子法（Fractorial） 最优梯度法（Gradient） 扫描法（DV Sweeps） 子问题法（Sub-Problem） 一阶优化（First-Order） 用户优化算法（User Optimizer） 二、ANSYS中的优化方法原理 单步运行法（Single Run）：该方法是设计优化却省时采用的方法，每执行一次循环，实现一次优化循环，并求出一个FEA解。可以通过一系列的单次循环，每次求解前设定不同的设计变量来研究目标函数与设计变量的变化关系。该方法往往为其它优化方法或工具提供一个初始优化序列，如扫描方法或子问题方法等。 二、ANSYS中的优化方法原理 随机有哪些信誉好的足球投注网站法（Random Design） 该方法进行多次循环，每次循环设计变量随机变化。用户可以指定最大循环次数和期望合理解的数目。本工具主要用来研究整个设计空间，并为以后的优化分析提供合理的初始解，如往往作为零阶方法的前期优化处理。另外，该方法也可以用来完成一些小的优化设计任务，例如可以做一系列的随机有哪些信誉好的足球投注网站，然后通过查看结果来判断当前设计空间是否合理。 二、ANSYS中的优化方法原理 一阶优化（First-Order）：它使用因变量对设计变量的偏导数，在每次迭代中，计算梯度确定有哪些信誉好的足球投注网站方向，并用线有哪些信誉好的足球投注网站法对无约束问题进行最小化。因此，每次迭代都由一系列子迭代组成。采用该方法需要指定最大迭代次数（NITR）、线有哪些信誉好的足球投注网站步长范围（SIZE）以及设计变量变化程度的正偏差（DELTA）。 二、ANSYS中的优化方法原理 列出设计参数集合 允许查看要求的设计参数值或范围。 可以选择只列出优化参数或列出全部参数。 用 OPLIST 命令。 或 Design Opt -Design Sets- List… 三、ANSYS优化典型的例题 利用ANSYS的APDL语言求正弦函数在