ANSYS优化设计练习PPT格式课件下载.ppt

1、最小化函数cost=（旅行时间旅行时间*10）+（50/每英里汽油每英里汽油）*1.079约束条件约束条件旅行时间旅行时间 1.0给定：给定：旅行时间旅行时间=50/speed每英里汽油每英里汽油=50000/speed*221.介绍性练习介绍性练习 旅行费用最小化旅行费用最小化指导指导1.用系统编辑器用系统编辑器（Notepad 或或 vi），），在你的导师指定的目录下再现（或创建）文件在你的导师指定的目录下再现（或创建）文件 trip.dat。文件中应包括如下的参数定义文件中应包括如下的参数定义：speed=100triptime=50/speedmpg=50000/speed*2trip

2、cost=（triptime*10）+（50/mpg）*1.0792.进入你的导师指定的进入你的导师指定的 ANSYS 工作目录。工作目录。3.改变作业名（改变作业名（jobname）为为 trip:Utility Menu File Change Jobname现在 jobname=tripOK31.介绍性练习介绍性练习 旅行费用最小化旅行费用最小化4.由文件由文件 trip.dat 中读入：中读入：Utility Menu File Read Input from选择 trip.dat，然后 OK5.进入设计优化程序进入设计优化程序（OPT）并指定分析文件：并指定分析文件：Main Men

3、u Design Opt -Analysis File-Assign.选择 trip.dat，然后 OK6.定义速度作为设计变量：定义速度作为设计变量：（Design Opt）Design VariablesAdd选择 SPEED，然后Min=1Max=100TOLER=.001OKClose41.介绍性练习介绍性练习 旅行费用最小化旅行费用最小化7.定义旅行时间作为状态变量：定义旅行时间作为状态变量：（Design Opt）State VariablesAdd选择 TRIPTIME，然后Max=1TOLER=.001OKClose8.定义旅行费用作为目标函数：定义旅行费用作为目标函数：（De

4、sign Opt）Objective选择 TRIPCOST，然后TOLER=.001OK51.介绍性练习介绍性练习 旅行费用最小化旅行费用最小化9.选择优化方法：选择优化方法：（Design Opt）Method/Tool选择 Sub-Problem，然后 OK在随后出现的对话框中按 OK10.执行优化：执行优化：（Design Opt）Run OK11.列出设计集：列出设计集：（Design Opt）-Design Sets-List选择 Best Set，然后 OK（Design Opt）-Design Sets-List选择 ALL Sets，然后 OK61.介绍性练习介绍性练习 旅行费

5、用最小化旅行费用最小化12.画出速度对旅行费用曲线：画出速度对旅行费用曲线：（Design Opt）-Design Sets-Graphs/TablesXVAROPT=SPEEDNVAR=TRIPCOSTOK71.介绍性练习介绍性练习 旅行费用最小化旅行费用最小化13.退出退出ANSYS：Toolbar QUIT选择 Quit-No Save!，然后 OK82A.参数化建模参数化建模轴对称转盘轴对称转盘描述描述建立一个参数化，如图所示的高速转盘轴对称模型建立一个参数化，如图所示的高速转盘轴对称模型，用用 thetahub,thetarim,xmid,和和 ymid 作为参数，所有其他尺寸是固定

6、的。作为参数，所有其他尺寸是固定的。加载：角速度相当于角速度相当于 15,000 rpm.qrimymid10.0R4.0Rqhub0.60.41.60.5xmid材料特性：材料特性：E=30e6 psir r=7.2e-4 lb-s2/in4n n=0.39指导指导1.进入进入 ANSYS（或清数据库）并改变或清数据库）并改变 jobname为为 rotdisk：Utility Menu File Change Jobname现在 jobname=rotdiskOK2.在输入窗内或在标量参数对话框中键入如下的参数定义在输入窗内或在标量参数对话框中键入如下的参数定义 （Utility Menu

7、 Parameters Scalar Parameters）:pi=3.142hub_ri=4hub_w=0.6hub_ro=hub_ri+hub_whub_ht=1.6rim_ro=10rim_w=0.42A.参数化建模参数化建模 轴对称转盘轴对称转盘qrimymidqhubxmidhub_rihub_rohub_wrim_ririm_rorim_whub_htrim_ht102A.参数化建模参数化建模 轴对称转盘轴对称转盘2.（续）（续）rim_ri=rim_ro-rim_wrim_ht=0.5thetahub=90thetarim=90 xmid=（rim_ri-hub_ro）/2ymi

8、d=（hub_ht+rim_ht）/2112A.参数化建模参数化建模 轴对称转盘轴对称转盘3.为轮毂和轮缘创建矩形为轮毂和轮缘创建矩形：Main Menu Preprocessor Create Rectangle By 2 Corners输入 WP X=hub_ri输入 WP Y=0Width=hub_wHeight=hub_htApplyWP X=rim_ri输入 WP Y=0Width=rim_wHeight=rim_htOK122A.参数化建模参数化建模 轴对称转盘轴对称转盘4.在轮毂和轮缘间建中间关键点（在轮毂和轮缘间建中间关键点（keypoint）：）：（Preprocessor）

9、Create Keypoints In Active CS.NPT=10X,Y,Z=hub_ro+xmid,ymid,0OK5.将活动坐标系转到全局柱坐标系将活动坐标系转到全局柱坐标系。这将允许我们创建一个样条曲线并指定这将允许我们创建一个样条曲线并指定 q qhub and q qrim.为其端部斜率：为其端部斜率：Utility Menu WorkPlane Change Active CS to Global Cylindrical132A.参数化建模参数化建模 轴对称转盘轴对称转盘6.过过 KP 10 并以指定的端部斜率创建一样条曲线：并以指定的端部斜率创建一样条曲线：（Preproc

10、essor）Create Splines With Options Spline thru KPs按自左至右的顺序点选三关键点：轮毂右上部KP，KP10，轮缘左上部的KPApply 或 鼠标中键XV1,YV1,ZV1=1,90+thetahub,0XV6,YV6,ZV6=1,90-thetarim,0OK142A.参数化建模参数化建模 轴对称转盘轴对称转盘7.转回到全局笛卡儿坐标并定义连接轮毂和轮缘的面。转回到全局笛卡儿坐标并定义连接轮毂和轮缘的面。Utility Menu WorkPlane Change Active CS to Global Cartesian（Preprocessor）

11、Create -Areas-Arbitrary Through KPs以反时针方向点选中间面四角上的关键点，然后按 OK。Toolbar SAVE_DB152A.参数化建模参数化建模 轴对称转盘轴对称转盘8.下一步是模型分网，从定义单元类型和材料属性开始。下一步是模型分网，从定义单元类型和材料属性开始。Preprocessor Element Type Add/Edit/DeleteAdd选择 Solid 和 Quad 8node 82，然后 OKOptionsK3=AxisymmetricOKClosePreprocessor Material Props IsotropicOKEX=30e

12、6（杨氏模量，单位 psi）DENS=7.2e-4（密度，lb-sec2/in4）NUXY=0.3（泊松比）OK162A.参数化建模参数化建模 轴对称转盘轴对称转盘9.模型分网：模型分网：Preprocessor MeshTool激活 Smart Size设定 smart size 为 3Mesh,，然后在Mesh Areas对话框中点 Pick AllCloseUtility Menu Plot ElementsToolbar SAVE_DB172A.参数化建模参数化建模 轴对称转盘轴对称转盘10.指定带预应力作用的静态分析。预应力使后续的预应力模态分析成为可能。指定带预应力作用的静态分析。

13、Main Menu Solution New Analysis.选 Static，然后 OK.（Solution）Analysis Options.Equation solver=Precondition CGTolerance/level=1e-5Stress stiffness or prestress=Prestress ONOK182A.参数化建模参数化建模 轴对称转盘轴对称转盘11.加上边界条件，沿底线加对称边界条件。加上边界条件，沿底线加对称边界条件。Utility Menu Plot Lines（Solution）-Loads-Apply Displacement -Symmet

14、ry B.C.-On Lines点选模型底部三线，然后 OK192A.参数化建模参数化建模 轴对称转盘轴对称转盘12.加加 7500 rpm的角速度载荷。的角速度载荷。ANSYS 期望弧度期望弧度/秒，所以先要计算所用参数值。秒，所以先要计算所用参数值。Utility Menu Parameters Scalar Parameters.type the following:rpm=7500w=2*pi*rpm/60Close（Solution）Apply Other Angular VelocityOMEGY=wOK13.现在我们已准备好可以求解。现在我们已准备好可以求解。Toolbar SA

15、VE_DBSolution -Solve-Current LS检查状态信息，关闭“/STAT Command”窗OK202A.参数化建模参数化建模 轴对称转盘轴对称转盘14.绘制绘制von Mises 应力云图：应力云图：Main Menu General Postproc Plot Results Nodal SoluItem,Comp=Stress,von Mises SEQVOK212A.参数化建模参数化建模 轴对称转盘轴对称转盘15.下一步是将结果送入参数。我们需要最大冯密塞斯应力（将称之为下一步是将结果送入参数。我们需要最大冯密塞斯应力（将称之为 SMAX），），而冯而冯密塞斯应力的标准差密塞斯应力的标准差（称为（称为SDEV）。）。首先求首先求 SMAX：Utility