面向局部特征优化的参数化设计方法.pdfVIP

学兔兔 1 訇 似 面向局部特征优化的参数化设计方法 Parametricdesign methodforoptim izing localfeatures 刘 波，董小瑞，潘翠丽，毛虎平，张艳岗 LIUBo，D0NGXiao-rui，PANCui一¨1MAOHu．ping，ZHANGYan．qanq (中北大学机械与动力工程学院，太原 030051) 摘 要：实际问题中常常需要对模型的某些局部特征进行优化设计，为了克服传统意义上建模和优 化效率低、参数化信息易丢失等缺点，充分运用三维CAD软件和CAE软件的优点，以Pro／ ENGINEER软件和ANSYS自身的脚本语言APDL为平台进行模型参数化的建立，并提出了三种 面向局部特征优化的参数化设计方法，并使用MATLAB和APDL联合测试参数化模型的准确 性，最后以活塞为例验证了该方法的有效性和实用性，从而为活塞后续的优化分析作准备。 关键词：局部特征；优化；参数化；活塞 中图分类号：TP29 文献标识码：A 文章编号：1009—0134(2014)07(上)一O132—04 Doi：10．3969／j．issn．1009-0134．2014．07(E)．36 0 引言 体元素编号不能控制，那么就会给后续问题的处 在面 向优化，尤其是面 向结构动态响应优化 理带来不便 ； 的问题时，通常需要进行参数化设计。由于现有 4)在进行网格划分的过程中，如果用工程分 的CAD和CAE软件大部分都集成了建模和优化 析软件直接进行 自适应网格划分，那么在复杂模 分析的功能，因此，在工程实践中，当面向结构 型中，因常常存有一些引起模型出错的部分，或 优化问题时，通常的解决方法是单纯在工程分析 者当模型参数变化后，CAD模型不能和有限元模 软件~／IIANSYS等直接进行参数化建模和优化， 型协同变化，从而不能划分网格。 或者单纯用三维CAD软件如Pro，ENG EER、UG、 针对上述问题，迫切需要一种参数化设计的 So~dWorks等进行参数化建模和分析，并用它们都取 方法，这种方法一方面需要充分利用三维CAD软 得了良好的效果。然而，在针对面向局部特征优化的 件和三维CAE软件各自的优势，另一方面也需要在 参数化设计问题时，会出现如下一些明显的缺点： 降低网格数量的同时，也能尽可能的保证计算精度。 1)CAD软件与工程分析软件CAE相比在建模 因此，本文提出了三种参数化设计的方法，并 以 方面具有明显的快捷性，尤其是针对一些复杂的 APDL~．令流式程序设计语言和ProE／NGINEER为各自 几何模型，用CAE软件直接进行建模会显得特别 软件代表进行分析，从而为后续的优化分析作准备。 困难； 1面向局部特征优化的参数化设计 2)在面向局部特征的结构动态响应优化问题 方法的提出 时，若使用工程分析软件 (CAE)直接建模和优 化会因或者因为网格数量过多或者循环很多次而 1．1参数化设计与优化的关系 浪费很多时间，甚至难以运行，或者因计算机辅 针对面向局部特征优化的参数化设计方法的 助