ansys优化设计

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ansys优化设计

SMAX=SMAXI>SMAXJ !参数SMAX=最大应力值

请查阅*GET和ETABLE命令以得到更详细的说明。

到此为止,我们已经对于分析文件的基本需求做了说明。如果是用系统编辑器来编辑的批处理文件,那么简单地存盘进入第二步即可。如果是用交互方式建模的话,用户必须在交互环境下生成分析文件。可以通过两种方式完成本步操作:数据库命令流文件或程序命令流文件。

破纤维布加固施工工艺及质量控制数据库命令流文件——可以通过LGWRITE命令(Utility Menu>File>Write DB Log File)生成命令流文件。LGWRITE将数据库内部的命令流写到文件Jobname.LGW中。内部命令流包含了生成当前模型所用的所有命令。

程序命令流文件——Jobname.LOG包含了交互方式下用户输入的所有命令。如果用Jobneme.LOG作为分析文件时,用户必须用系统编辑器删除文件中所有不必要的命令。因为交互方式下所有的操作都记录在LOG文件中,编辑工作会比较烦琐。而且,如果分析是在几个过程中完成的,就必须将几个LOG文合在一起编辑生成一个完整的分析文件。(关于数据库命令流文件和程序命令流文件,请参看ANSYS Operations Guide。)

注——用户可以退出ANSYS或使用/SYS命令来编辑分析文件。细节请参看本章“生成分析文件”一节。

第二步:建立优化过程中的参数

在完成了分析文件的建立以后,就可以开始优化分析了。(如果是在系统中建立的分析文件的话,就要重新进入ANSYS。)如果在交互方式下进行优化的话,最好(但不是必须)从分析文件中建立参数到ANSYS数据库中来。(在批处理方式下除外。)

做这一步有两个好处。初始参数值可能作为一阶方法的起点,而且,对于各种优化过程来说,参数在数据库中可以在GUI下进行操作,便于定义优化变量。建立数据库参数可以选择下列任一种方法:

读入与分析文件相联的数据库文件(Jobname.DB)。这样可以在ANSYS中建立整个模型的数据库。读入数据库文件可以用如下方法:

Command: RESUME

GUI: Utility Menu>File>Resume Jobname.db

Utility Menu>File>Resume from

将分析文件直接读入ANSYS进行整个分析。这样将重新建立整个数据库,但对于大模型来说要耗费大量的机时。要读入分析文件,可以选择下列方法之一:

Command: /INPUT

GUI: Utility Menu>File>Read Input from

仅从存储的参数文件中读参数到ANSYS中,参数文件是用PARSAV命令或由Utility Menu>Parameters>Save Parameters 存储的。读入参数可以用下列方法之一:

Command: PARRES

GUI: Utility Menu>Parameters>Restore Parameters

重新定义分析文件中存在的参数。不过,这样做需要知道分析文件中定义了那些参数。用以下任一方式:

GUI: Utility Menu>Parameters>Scalar Parameters

可以选择使用以上任意一种方式,然后用OPVAR命令(菜单路径Main Menu>Design Opt>Design Variables)来指定优化变量。(参看第四步)

注——在优化过程中,ANSYS数据库不一定要同分析文件一致。模型的输入是在优化循环过程中由分析文件中自动读入的。

第三步:进入OPT,指定分析文件(OPT)

以下的步骤是由OPT处理器来完成的。首次进入优化处理器时,ANSYS数据库中的所有参数自动作为设计序列1。这些参数值假定是一个设计序列。进入优化处理器可以用如下方式:

Command: /OPT

GUI: Main Menu>Design Opt

在交互方式下,用户必须指定分析文件名。这个文件用于生成优化循环文件Jobname.LOOP。分析文件名无缺省值,因此必须输入。指定分析文件名,可以用下列方式之一:

Command: OPANL

GUI: Main Menu>Design Opt>Assign

在批处理方式下,分析文件通常是批命令流的第一部分,从文件的第一行到命令/OPT第一次出现。在批处理方式中,缺省的分析文件名是Jobname.BAT(它是一个临时性的文件,是批处理输入文件的一个拷贝)。因此,在批处理方式下通常不用指定分析文件名。但是,如果出于某种考虑将批文件分成两个部分(一个用于分析,另一个用于整个优化分析),那么就必须在进入优化处理器后指定分析文件[OPANL]。

注——在分析文件中,/PREP7和/OPT命令必须出现在行的第一个非零字符处(即,不允许有诸如$等符号出现在有这些命令的行中)。这一点在生成优化循环文件时很关键。

下一步是声明优化变量,即指定哪些参数是设计变量,哪些参数是状态变量,哪个参数是目标函数。以上提到,允许有不超过60个设计变量和不超过100个状态变量,但只能有一个目标函数。声明优化变量可以用如下的方法:

Command: OPVAR

GUI: Main Menu>Design Opt>Design Variables

Main Menu>Design Opt>State Variables

Main Menu>Design Opt>Objective

对于设计变量和状态变量可以定义最大和最小值。目标函数不需要给定范围。每一个变量都有一个公差值,这个公差值可以由用户输入,也可以选择由程序计算得出。

如果用OPVAR命令定义的参数名不存在,ANSYS数据库中将自动定义这个参数,并将初始值设为零。

用户可以在任意时间简单地通过重新定义参数的方法来改变已经定义过的参数,也可以删除一个优化变量[OPVAR,Name,DEL]。这种删除操作并不真正删除这个参数,而是不将它继续作为优化变量而已。(参看“执行后修正优化变量”部分。)

第五步:选择优化工具或优化方法

ANSYS程序提供了一些优化工具和方法。缺省方法是单次循环。指定后续优化的工具和方法用下列命令:

Command: OPTYPE

GUI: Main Menu>Design Opt>Method/Tool

优化方法是使单个函数(目标函数)在控制条件下达到最小值的传统化的方法。有两种方法是可用的:零阶方法和一阶方法。除此之外,用户可以提供外部的优化算法替代ANSYS本身的优化方法。使用其中任何一种方法之前,必须先定义目标函数。

零阶方法(直接法):这是一个完善的零阶方法,使用所有因变量(状态变量和目标函数)的逼近。该方法是通用的方法,可以有效的处理绝大多数的工程问题。

一阶方法(间接法):本方法使用偏导数,即,使用因变量的一阶偏导数。此方法精度很高,尤其是在因变量变化很大,设计空间也相对较大时。但是,消耗的机时较多。

用户提供的优化方法:外部的优化程序(USEROP)可以代替ANSYS优化过程。

优化工具是搜索和处理设计空间的技术。因为求最小值不一定是优化的最终目标,所以目标函数在使用这些优化工具时可以不指出。但是,必须要指定设计变量。下面是可用的优化工具:

单步运行:实现一次循环并求出一个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。

随机搜索法: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解。

等步长搜索法:以一个参考设计序列为起点,本工具生成几个设计序列。它按照单一步长在每次计算后将设计变量在变化范围内加以改变。对于目标函数和状态变量的整体变化评估可以用本工具实现。

乘子计算法:是一个统计工具,用来生成由各种设计变量极限值组合的设计序列。这种技术与称之为经验设计的技术相关,后者是用二阶的整体和部分因子分析。主要目标是计算目标函数和状态变量的关系和相互影响。

最优梯度法:对用户指定的参考设计序列,本工具计算目标函数和状态变量对设计变量的梯度。使用本工具可以确定局部的设计敏感性。

用户提供的优化工具:可以用外部过程(USEROP)替代ANSYS优化工具。

用户可以通过USEROP过程将自己的方法和工具补充进去。更详细的解释在ANSYS Programmer’s Manual中。

第六步:指定优化循环控制方式

每种优化方法和工具都有相应的循环控制参数,比如最大迭代次数等。所有这些控制参数的设定都在同一个路径下:

GUI:Main Menu>Design Opt>Method/Tool

以下列出设定控制参数的命令:

设定零阶方法的控制参数:

Command: OPSUBP

Command: OPEQN

设定一阶方法的控制参数:

Command: OPFRST

设定随机搜索法的控制参数:

Command: OPRAND

设定等步长搜索法的控制参数:

Command: OPSWEEP

设定乘子计算法的控制参数:

Command: OPFACT

设定最优梯度法的控制参数:

Command: OPGRAD

设定用户优化工具的控制参数:

预防高处坠落事故施工方案Command: OPUSER

程序还提供了几个总体控制来设定优化过程中数据的存储方法:

指定优化数据的存储文件名(缺省为Jobname.OPT):

Command: OPDATA

外墙抹灰及真石漆施工技术交底GUI: Main Menu>Design Opt>Controls

用下列方法激活详细的结果输出:

Command: OPPRNT

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