ANSYS课程论文：运用ANSYS Workbench优化设计

题目：运用 ANSYSWorkbench 优化设计课程：CAE/CFD 分析基础 院系：化工与能源学院 专业：安全工程二班 姓名：张 辉 学号：20090350227 指导教师：周俊杰郑州大学 2011 年 12 月 25 日运用 ANSYS Workbench 优化设计摘要：优化设计是工程界较为关注的领域，本文阐述了 ANSYS 软件 设计优化程序的原理及具体设计步骤。并举了一个实例。结果表明， 基于 ANSYS 的合理结构设计能够在满足安全性的前提下节省材料， 获得很大的经济效率。 一、 前言 ANSYS 系列软件是融合结构、热、流体、电磁、声于一体的大 型通用多物理场有限元分析软件， 在我国广泛应用于航空航天、 船舶、 汽车、土木工程、机械制造等行业。ANSYS Workbench Environment （AWE）是 ANSYS 公司开发的新一代前后处理环境，并且定为于一 个 CAE 协同平台， 该环境提供了与 CAD 软件及设计流程高度的集成 性， 并且新版本增加了 ANSYS 很多软件模块并实现了很多常用功能， 使产品开发中能快速应用 CAE 技术进行分析，从而减少产品设计周 期、提高产品附加价值。

现今， 对于一个制造商， 产品质量关乎声誉、 产品利润关乎发展， 所以优化设计在产品开发中越来越受重视，并且方法手段也越来越 多。 从易用性和高效性来说 AWE 下的 DesignXplorer 模块为优化设计 提供了一个几乎完美的方案，CAD 模型需改进的设计变量可以传递 到 AWE 环境下，并且在 DesignXplorer/VT 下设定好约束条件及设计 目标后，可以高度自动化的实现优化设计并返回相关图表，本文将结 合实际应用介绍如何使用 Pro/E 和 ANSYS 软件在 AWE 环境下如何 实现快速优化设计过程。二、优化方法与 CAE 在保证产品达到某些性能目标并满足一定约束条件的前提下，通 过改变某些允许改变的设计变量， 使产品的指标或性能达到最期望的 目标，就是优化方法。例如，在保证结构刚强度满足要求的前提下， 通过改变某些设计变量，使结构的重量最轻最合理，这不但使得结构 耗材上得到了节省，在运输安装方面也提供了方便，降低运输成本。 再如改变电器设备各发热部件的安装位置， 使设备箱体内部温度峰值 降到最低，是一个典型的自然对流散热问题的优化实例。在实际设计 与生产中，类似这样的实例不胜枚举。

优化作为一种数学方法， 通常是利用对解析函数求极值的方法来 达到寻求最优值的目的。基于数值分析技术的 CAE 方法，显然不可 能对我们的目标得到一个解析函数，CAE 计算所求得的结果只是一 个数值。然而，样条插值技术又使 CAE 中的优化成为可能，多个数 值点可以利用插值技术形成一条连续的可用函数表达的曲线或曲面， 如此便回到了数学意义上的极值优化技术上来。 样条插值方法当然是 种近似方法，通常不可能得到目标函数的准确曲面，但利用上次计算 的结果再次插值得到一个新的曲面， 相邻两次得到的曲面的距离会越 来越近，当它们的距离小到一定程度时，可以认为此时的曲面可以代 表目标曲面。那么，该曲面的最小值，便可以认为是目标最优值。以 上就是 CAE 方法中的优化处理过程。一个典型的 CAD 与 CAE 联合 优化过程通常需要经过以下的步骤来完成： 1、 参数化建模： 利用 CAD 软件的参数化建模功能把将要参与优化的数据（设计变量）定义为模型参数，为以后软件修正模型提供可 能。 2、CAE 求解：对参数化 CAD 模型进行加载与求解 3、后处理：约束条件和目标函数（优化目标）提取出来供优化 处理器进行优化参数评价。

与gldrawarraysinstanced()类似，对于每个实例，内置变量gl_instanceid都会依次递增，新的数值会被传递到顶点着色器workbench inflation，以区分不同实例的顶点属性。 在循环中，我们还可以使用循环嵌套，不过循环嵌套的过程中，要求各重循环计数器 的变量不同，例如：for i = 1 to 10 for j = 1 to 10 …… next next3.1.2.2do…loop 语句do…loop 语句和 for…next 语句有所不同workbench inflation，for…next 语句中，循环执行的次数是确 定的，而 do…loop 中，循环执行的次数则往往是不确定的，如果循环条件为 true 或者循·46·vbscript 与 jscript 实例教程环条件变为 true，循环将会一直执行。是以um级的量输入的，比如你输入100那就是0.1mm~~~~~.#xx就是变量号，关于变量号是什么意思再不知道的的话我也就没治了，不过还是教一下吧,变量号就是把数值代入到一个固定的地址中,固定的地址就是变量,一般0 td系统中有#0~~~#100~#149~~~#500~#531关闭电源时变量#100~#149被初始化成“空”，而变量#500~#531保持数据.我们如果说#100=30那么现在#100地址内的数据就是30了,就是这么简单.好现在我来说一下h代码,大家可以看到a类宏的标准格式中#xx和xx都是数值,而g65表示使用a类宏,那么这个h就是要表示各个数值和变量号内的数值或者各个变量号内的数值与其他变量号内的数值之间要进行一个什么运算，可以说你了解了h代码a类宏程序你基本就可以应用了。

2、基于 APDL 的 ANSYS 设计技术，是一种不用编写程序就可以采 用计算机解决工程实际问题的简单易行，快速可靠的方法。 3、ANSYS 具有良好的精度和效率，基本能在工程要求的范围内。参考文献： 【1】《ANSYS Workbench 设计、仿真与优化》 北京 清华大学出版 社 李兵 何正嘉 陈雪峰编著 【2】 《基于 ANSYS 的结构优化设计》 辽宁工程技术大学 赵霞 邰 英楼 【３】《有限元分析与 CAE 技术基础》 清华大学出版社 关振群 李云鹏 顾元贤 编著 通过在优化设计上 张洪武