ansys優(yōu)化桁架演示文稿現(xiàn)在是1頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日優(yōu)選ansys優(yōu)化桁架現(xiàn)在是2頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本案例模型問(wèn)題解決總結(jié)與經(jīng)驗(yàn)現(xiàn)在是3頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本案例模型現(xiàn)在是4頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本案例模型桁架結(jié)構(gòu)優(yōu)化問(wèn)題的數(shù)學(xué)模型現(xiàn)在是5頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本案例模型問(wèn)題解決總結(jié)與經(jīng)驗(yàn)Ansys優(yōu)化設(shè)計(jì)現(xiàn)在是6頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計(jì)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(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計(jì)表1初始截面A=1時(shí)一階優(yōu)化截面大小及應(yīng)力大小截面號(hào)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(hào)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(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計(jì)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(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計(jì)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(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計(jì)圖3截面大小隨優(yōu)化次數(shù)變化規(guī)律現(xiàn)在是11頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計(jì)表2初始截面面積為0.001時(shí)優(yōu)化截面大小及應(yīng)力大小截面號(hào)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(hào)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(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計(jì)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(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計(jì)

一階方法，通過(guò)對(duì)目標(biāo)函數(shù)添加罰函數(shù)將問(wèn)題轉(zhuǎn)換為非約束的，一階方法將真實(shí)的有限元結(jié)果最小化。使用因變量對(duì)設(shè)計(jì)變量的偏導(dǎo)數(shù)，每次迭代中，梯度計(jì)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(duì)非約束問(wèn)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(jì)到當(dāng)前設(shè)計(jì)的變化應(yīng)小于目標(biāo)函數(shù)的允差或從當(dāng)前設(shè)計(jì)到前面設(shè)計(jì)目標(biāo)函數(shù)的變化之小于允差。同時(shí)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(jì)算量大并且結(jié)果精確。但由于需要給出初始的設(shè)計(jì)空間序列計(jì)算求解的，如果七點(diǎn)與接近的局部最小值很接近的話(huà)，結(jié)果會(huì)接近于局部最小點(diǎn)而不能找到全局最小值。因此采用一節(jié)方法計(jì)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。現(xiàn)在是14頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計(jì)Solution1Wt=

4902.1kg表4初始截面面積為0.02時(shí)優(yōu)化截面大小及應(yīng)力大小截面號(hào)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(hào)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(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計(jì)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(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計(jì)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(jiǎn)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(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計(jì)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(gè)函數(shù)面來(lái)擬合解空間。通過(guò)用幾個(gè)設(shè)計(jì)變量計(jì)算目標(biāo)函數(shù)然后求出各數(shù)據(jù)點(diǎn)間最小平方實(shí)現(xiàn)的。每次優(yōu)化生產(chǎn)那個(gè)新的數(shù)據(jù)點(diǎn)，實(shí)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(duì)這個(gè)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(guò)多個(gè)合理的設(shè)計(jì)來(lái)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(kāi)始通過(guò)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(lái)作為粗優(yōu)化的手段。現(xiàn)在是18頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計(jì)Solution2一階方法可能在不合理的設(shè)計(jì)序列上收斂，這是我們就可能是找到一個(gè)局部最小值，或是不存在的合理的設(shè)計(jì)空間。而零階方法，可以更好的研究整個(gè)設(shè)計(jì)空間。

一階方法更容易獲得局部最小解。這是因?yàn)橐浑A方法從設(shè)計(jì)空間的一個(gè)序列開(kāi)始計(jì)算求解，如果七點(diǎn)很接近局部最小值，就會(huì)選擇該最小值，而不會(huì)找到局部最小值。零階的方法迭代次數(shù)過(guò)多，收斂的速度也會(huì)很慢。Ansys零階方法與一階方法比較現(xiàn)在是19頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計(jì)Solution2命令流Optype,SUBP！利用零階方法進(jìn)行優(yōu)化計(jì)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(gè)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(huà)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(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本Ansys優(yōu)化設(shè)計(jì)Solution2表4初始截面面積為1時(shí)優(yōu)化截面大小及應(yīng)力大小截面號(hào)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(hào)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(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本案例模型問(wèn)題解決總結(jié)與經(jīng)驗(yàn)Ansys優(yōu)化設(shè)計(jì)優(yōu)化分析總結(jié)現(xiàn)在是22頁(yè)\一共有24頁(yè)\編輯于星期日點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)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(shí)，需要了解不同的優(yōu)化方式可能存在的問(wèn)題，充分利用軟件中不同優(yōu)化方法各自的優(yōu)點(diǎn)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?jī)?nèi)容