ansys優(yōu)化桁架演示文稿

ansys優(yōu)化桁架演示文稿現(xiàn)在是1頁\一共有24頁\編輯于星期日優(yōu)選ansys優(yōu)化桁架現(xiàn)在是2頁\一共有24頁\編輯于星期日點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本案例模型問題解決總結(jié)與經(jīng)驗現(xiàn)在是3頁\一共有24頁\編輯于星期日點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本案例模型現(xiàn)在是4頁\一共有24頁\編輯于星期日點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本案例模型桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化問題的數(shù)學(xué)模型現(xiàn)在是5頁\一共有24頁\編輯于星期日點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本案例模型問題解決總結(jié)與經(jīng)驗Ansys優(yōu)化設(shè)計現(xiàn)在是6頁\一共有24頁\編輯于星期日點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計建立桁架

模型靜力分析優(yōu)化分析優(yōu)化結(jié)果

后處理Ansys桁架優(yōu)化分析基本步驟現(xiàn)在是7頁\一共有24頁\編輯于星期日點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計表1初始截面A=1時一階優(yōu)化截面大小及應(yīng)力大小截面號12345678截面面積（）0.1065E-010.1062E-010.1062E-010.1590E-010.1045E-010.1850E-010.7094E-020.1061E-01截面應(yīng)力（）0.7128E+070.1913E+080.2272E+080.1581E+090.1470E+090.1096E+090.1607E+090.1211E+09截面號9101112131415截面面積（）0.1076E-010.1062E-010.1076E-010.1062E-010.1077E-010.1062E-010.1078E-01截面應(yīng)力（）0.8359E+080.1164E+090.7388E+080.2272E+080.4708E+080.3377E+080.3168E+08Wt=4902.1kg現(xiàn)在是8頁\一共有24頁\編輯于星期日點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計圖1優(yōu)化結(jié)果隨優(yōu)化次數(shù)變化規(guī)律現(xiàn)在是9頁\一共有24頁\編輯于星期日點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計圖2截面應(yīng)力大小隨優(yōu)化次數(shù)變化規(guī)律現(xiàn)在是10頁\一共有24頁\編輯于星期日點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計圖3截面大小隨優(yōu)化次數(shù)變化規(guī)律現(xiàn)在是11頁\一共有24頁\編輯于星期日點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計表2初始截面面積為0.001時優(yōu)化截面大小及應(yīng)力大小截面號12345678截面面積（）0.1065E-010.1062E-010.1062E-010.1532E-010.1045E-010.1743E-010.7094E-020.1061E-01截面應(yīng)力（）0.7127E+070.1909E+080.2273E+080.1646E+090.1463E+090.1660E+090.1433E+090.1095E+09截面號9101112131415截面面積（）0.1080E-010.1062E-010.1077E-010.1062E-010.1077E-010.1062E-010.1078E-01截面應(yīng)力（）0.8366E+080.1164E+090.7381E+080.2273E+080.4708E+080.3377E+080.3168E+08

Wt=4852.5kg現(xiàn)在是12頁\一共有24頁\編輯于星期日點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計圖4優(yōu)化結(jié)果隨優(yōu)化次數(shù)變化規(guī)律？現(xiàn)在是13頁\一共有24頁\編輯于星期日點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計

一階方法，通過對目標(biāo)函數(shù)添加罰函數(shù)將問題轉(zhuǎn)換為非約束的，一階方法將真實的有限元結(jié)果最小化。使用因變量對設(shè)計變量的偏導(dǎo)數(shù)，每次迭代中，梯度計算（用最大斜度法或共軛方向法）確定搜索方向，并用線約束法對非約束問題進(jìn)行最小化。Ansys一階方法

收斂檢查：當(dāng)目標(biāo)函數(shù)值由最佳合理設(shè)計到當(dāng)前設(shè)計的變化應(yīng)小于目標(biāo)函數(shù)的允差或從當(dāng)前設(shè)計到前面設(shè)計目標(biāo)函數(shù)的變化之小于允差。同時要求最后的迭代使用最大斜率搜索，否則進(jìn)行附加的迭代。

一階方法計算量大并且結(jié)果精確。但由于需要給出初始的設(shè)計空間序列計算求解的，如果七點與接近的局部最小值很接近的話，結(jié)果會接近于局部最小點而不能找到全局最小值。因此采用一節(jié)方法計算可能找到的是局部最小值，而并不是我們要求的整體最小值?，F(xiàn)在是14頁\一共有24頁\編輯于星期日點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計Solution1Wt=

4902.1kg表4初始截面面積為0.02時優(yōu)化截面大小及應(yīng)力大小截面號12345678截面面積（）0.8872E-020.5140E-020.3266E-020.1502E-010.1008E-020.1746E-010.6109E-020.1002E-02截面應(yīng)力（）0.1507E+080.2333E+080.2992E+080.1638E+090.1570E+090.1666E+090.1509E+090.1456E+09截面號9101112131415截面面積（）0.1029E-020.1001E-020.1066E-020.3266E-020.9629E-020.1043E-010.3694E-02截面應(yīng)力（）0.1014E+090.1510E+090.8486E+080.2992E+080.5603E+080.4525E+080.3707E+08

現(xiàn)在是15頁\一共有24頁\編輯于星期日點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計Solution1圖5優(yōu)化結(jié)果隨優(yōu)化次數(shù)變化規(guī)律Wt=

4902.1kg圖6截面應(yīng)力隨優(yōu)化次數(shù)變化規(guī)律現(xiàn)在是16頁\一共有24頁\編輯于星期日點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計Solution10.0014852.5kg0.024902.1kg0.054862.3kg0.14902.1kg0.54902.1kg14902.1kg表3不同初始截面下的優(yōu)化結(jié)果（1）簡單的列舉了初始截面相同的各種初始情況（2）列舉情況比較有限現(xiàn)在是17頁\一共有24頁\編輯于星期日點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計Solution2

采用曲線擬合的方法逼近狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)，這是大多數(shù)工程中常用的方法。零階方法的本質(zhì)是采用最小二乘法，求取一個函數(shù)面來擬合解空間。通過用幾個設(shè)計變量計算目標(biāo)函數(shù)然后求出各數(shù)據(jù)點間最小平方實現(xiàn)的。每次優(yōu)化生產(chǎn)那個新的數(shù)據(jù)點，實際上是逼近被求解最小值而并非是目標(biāo)函數(shù)。然后在對這個函數(shù)面求極值。Ansys零階方法

零階方法由于是隨機(jī)搜索，收斂的速度可能很慢，需要通過多個合理的設(shè)計來加速收斂。

零階方法是一種普適的優(yōu)化方法，與一階方法相比優(yōu)化的精度一般不是很高，并且優(yōu)化處理器開始通過隨機(jī)搜索建立狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù)逼近。收斂的速度也比較慢。只能用來作為粗優(yōu)化的手段?，F(xiàn)在是18頁\一共有24頁\編輯于星期日點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計Solution2一階方法可能在不合理的設(shè)計序列上收斂，這是我們就可能是找到一個局部最小值，或是不存在的合理的設(shè)計空間。而零階方法，可以更好的研究整個設(shè)計空間。

一階方法更容易獲得局部最小解。這是因為一階方法從設(shè)計空間的一個序列開始計算求解，如果七點很接近局部最小值，就會選擇該最小值，而不會找到局部最小值。零階的方法迭代次數(shù)過多，收斂的速度也會很慢。Ansys零階方法與一階方法比較現(xiàn)在是19頁\一共有24頁\編輯于星期日點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計Solution2命令流Optype,SUBP！利用零階方法進(jìn)行優(yōu)化計算Opsubp,30！最大的循環(huán)次數(shù)為30Opprnt,on！輸出詳細(xì)的數(shù)據(jù)Opexe！執(zhí)行優(yōu)化分析Opsel,6！選出零階分析中6個最優(yōu)的結(jié)果Optype,first!利用一階方法進(jìn)行分析Opsubp,30！循環(huán)次數(shù)為30Opexe！執(zhí)行優(yōu)化分析/view,1,,,1/axlab,x,iterationnumber！畫出結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果和循環(huán)次數(shù)/axlab,y,structureweight！之間的關(guān)系plvaropt,wt現(xiàn)在是20頁\一共有24頁\編輯于星期日點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計Solution2表4初始截面面積為1時優(yōu)化截面大小及應(yīng)力大小截面號12345678截面面積（）0.7477E-020.5906E-020.5177E-020.1628E-010.8418E-020.1713E-010.7572E-020.8394E-02截面應(yīng)力（）0.7752E+060.5096E+070.5269E+080.1627E+090.1599E+090.1607E+090.1585E+090.1607E+09截面號9101112131415截面面積（）0.8506E-020.9403E-020.3222E-020.9238E-020.3871E-020.9238E-010.4119E-02截面應(yīng)力（）0.1585E+090.1141E+090.1236E+090.1401E+090.1534E+090.1569E+090.2952E+08

Wt=

4852.5kg一階方法在相同的初始條件下Wt=4902.1kg現(xiàn)在是21頁\一共有24頁\編輯于星期日點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本案例模型問題解決總結(jié)與經(jīng)驗Ansys優(yōu)化設(shè)計優(yōu)化分析總結(jié)現(xiàn)在是22頁\一共有24頁\編輯于星期日點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本點擊添加文本優(yōu)化分析總結(jié)利用Ansys進(jìn)行最優(yōu)化分析時，需要了解不同的優(yōu)化方式可能存在的問題，充分利用軟件中不同優(yōu)化方法各自的優(yōu)點共同使用可以更好的得到優(yōu)化結(jié)果。小結(jié)可進(jìn)一步研究內(nèi)容