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ANSYS优化设计--设计优化技术

ANSYS设计优化技术基于ANSYS的APDL语言建立的参数化模型。

基于参数化有限元分析过程的设计优化包含下列基本要素：

1、设计变量（往往在开始级、前处理器或求解器中定义）；

2、状态变量（来源于分析的结果后处理）；

3、目标函数（最后得到关于模型系统或分析结果的导出量）；

4、优化计算方法即优化设计工具（零阶方法是一个可以有效处理大多

数工程问题的方法，一阶方法基于目标函数对设计变量的敏感程度，更

加适合于精确的优化分析）。

优化设计过程就是一个反复优化改变设计变量以在满足状态变量限

制条件下使目标函数变量参数逼近最小值。在执行优化分析前必须创建

一个分析文件，它是一个基于APDL参数化有限元分析过程的命令流输

入文件，包括一个完整的前处理、求解和后处理分析过程，其中必须包

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含一个参数化的模型，定义有设计变量、状态变量和目标函数。

基本过程：

1、利用APDL的参数技术和ANSYS的命令创建参数化分析文件，用

于优化循环分析文件，除包括整个分析过程外还必须满足以下条件。

（1）在前处理器PREP7中建立参数化模型。

（2）在求解器SOLUTION中求解。

（3）在后处理器POST1/POST26中提取并指定状态变量和目标函数。

2、进入优化设计器OPT，执行优化设计分析过程。

（1）指定分析文件。

（2）声明优化变量，包括设计变量、状态变量和目标函数。

（3）选择优化工具或优化方法。

（4）指定优化循环控制方式。

（5）进行优化分析。

（6）查看设计序列结果。

求解方法：

1、SingleRun：

2、RandomDesigns：

3、Factorial：

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4、Gradient：

5、DVSweeps：

6、Sub-Problem：

7、First-Order：

8、UserOptimizer：

注：

1、在进入求解器之前定义设计变量，以便在优化设计器中指定读取分

析文件的起始行为第一个/prep7命令行。每次优化迭代计算完成后程序

自动修改设计变量的值，并进入下一次迭代，即重新从指定的起始行读

取分析文件，如果起始行后接着出现优化变量赋值定义语句，那么优化

变量的值就强制恢复成初始值，即设计变量始终保持不变，不进行任何

循环优化计算。（亦即优化变量要在/prep7之前定义）

2、优化技术是有哪些信誉好的足球投注网站和处理设计空间的技术，优化设计目标求最小值不

一定是优化的最终目标。在无目标条件下，状态变量与设计变量均满足

指定范围要求时获取可行性的设计序列，所以目标函数在实际应用中可

以不定义。

3、零阶方法与一阶方法的对比：

除一阶方法First-Order，其他方法均为零阶方法。除此之外，用户可

以利用用户自己开发的外部优化计算法代替ANSYS本身的优化算法进

行优化设计。

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1）零阶方法（直接法）：是最常用的方法，使用所有因变量（状态变量

和目标函数）的逼近，可以有效的处理绝大数工程问题。

2）一阶方法（间接法）：本方法使用偏导数，即使用因变量的一阶导数。

此方法精度很高，尤其是在因变量