iSIGHT集成ANSYS在桁架优化设计中的应用.pdf

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1、学术iSlGHT集成ANSYS在桁架优化设计中的应用；-．l~t省特种设备监督检验院一白星／冀维金摘要：利用大型有限元分析软件ANSYS对三维桁架进行参数化建模，采用iSIGHT优化设计平台构建了三维桁架优化设计系统，对该结构进行了优化分析，得到了最合理的结构形式和尺寸，在满足工程要求的情况下进行重量最轻优化设计，节省了大量的工程材料。优化结果表明该方法应用于结构优化设计是有效可行的。1．引言析文件应当覆盖整个分析过程并且是简练在ISIGHT中定义设计变量(输入变量)，在工程实践中经常会遇到桁架问题，三的。可以交

2、互环境下生成分析文件，也可以通过ISIGHT中的解析模块，对Link．1gw文杆桁架结构式一种较为常见的结构，而桁架应用命令流方式写分析文件，最后保存到件进行解析，将设计变量值传递给Link．igw优化问题常是关注的焦点。优化设计是一种Jobname．1gw中。另外，要提取结果并赋值中的相应变量；ANSYSStructuralAnalysis寻找确定最优化设计方案的技术。所谓最优给相应的参数，保存为Jobname．txt文件，读取Link．igw，根据相应的优化程序以APDL设计，指的是一种方案可以满足所有的设计

3、在isight集成时被调用并解析。的形式进行结构计算，以满足相应的条件。要求，并且所需的支出(如重量、体积、面积、在图i的分析流程中，Link．1gw是3．优化实例应力、费用等)最小[1]。最优化设计方案ANSYS的APDL命令流文件。Response1ink．3．1问题描述是一个最有效的方案。设计方案的任何方面txt是ANSYS计算的部分结果文件，它是从图2所示为一个由三根杆组成的桁架系都可以优化，即所有可以参数化的选项都可ANSYS的结果中提取优化分析所需要的结果统，承受纵向和横向载荷，三根杆的下端均以做优化

4、设计。工程上优化问题一般是采用所生成的文件。ANSYSStructuralAnalysis固定约束。设计的要求是：在最大应力不超数学规划并借助计算机编程来实现，但随着对应的是ANSYS的可执行程序，用批处理的过400psi(1psi=6894．76Pa)的情况下，确定工程化优化设计的应用越来越广，计算机不形式调用。三根梁的横截面面积(A1、A2、A3)和跨度能解决所有的问题。本文采用大型有限元分B，使设计在符合强度要求的条件下杆的质量析软件ANSYS对三杆桁架实现参数化建模，最轻。模型分析中使用的材料特性[4]如

5、表并采用iSIGHT软件对其集成优化，使其得到l所示，材料特性如表2所示，最优的设计尺寸，节省了大量的工程材料，表1模型的材料特性并缩短了计算时间。参数数值2．基本思路弹性模量2．1e6psi优化设计就是根据具体的实际问题建立泊松比O．3其优化设计的数学模型[2]，然后根据数学比重2．85e一4ib／in3最大许用应力400psi模型的特性，并采用一定的最优化方法，寻表2模型的几何特性找既能满足约束条件又能使目标函数最优的参数数值设计方案。文中通过选用ANSYS作为主流分析软件对其进行分析，并在iSIGHT软件平

6、台图1Isight集成ANSYS横截面面积上将ANSYS集成起来的方法进行优化分析。(A1、A2、A3)1～1000in2jiSIGHT作为一种优化设计的工具，具有跨度B400～2000in丰富的优化算法和多种代理模型方法，是一集中载荷F200000lb个开放的集成平台，它提供的过程集成界面＼FI可以方便地将各种工具(如商业CAD软件、3．2优化数学模型各种有限元计算分析软件及用户自行开发的＼＼善在iSIGHT平台上进行最优设计时，要程序等)集成在一起[3]。ANSYS参数化设解析ANSYS中定义的三种变量：设计

7、变量、计过程中的关键部分是生成分析文件并保证B状态变量和目标函数。这些变量在APDL参数其正确性，在分析文件中，模型的建立必须化设计语言中用标量表示[5]。模型中三根是参数化的，结果也必须用参数来提取，分图2桁架结构模型杆的横截面积分别为A1、A2和A3。根据分138MachineChina中国机械