基于ANSYS的结构优化设计.pdf

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1、业信息化DOI：10．3969／j．issn．1009-9492．2013．08．010基于ANSYS的结构优化设计吴亚明(黄石职业技术学院，湖北黄石435003)摘要：论述在基于有限元软件ANSYS平台下，对结构进行优化的步骤。综合应用拓扑优化，参数化建模，形状优化的方法对产品设计进行优化。并以应力集中力扩散结构设计为例，验证了所提出的优化方法的可行性。为结构优化提供了一种有效方法。该方法能够很好地为实际工程设计与分析服务提高建模效率和准确性，并能够对传统解析模型难以分析的一些参数进行分析。关键词：

2、结构优化；ANSYS；APDL中图分类号：TP391文献标识码：A文章编号：1009—9492(2013)08—0044一o4OptimalDesignofStructureBasedonANSYSWUYa—ruing(HuangShiPolytechnic，Huangshi435003，China)Abstract：ThispaperdiscussedproceduresofstructureoptimizationbasedontheANSYS，Parameterizedmodelingandfi

3、gureoptimizationwereimplementedtooptimizethescenarioofproduct．Stressconcentrationstructuredesignwasusedasaninstancetovalidatethefeasibilityofoptimizingmethod．Thepaperprovidedaefficientmeasuretostructionoptimization．Themethodcouldperfectlyimprovetheeffic

4、iencyofmodelingandaccuracyforthepracticalprojectandanalyzingserviee．Somepmmetersoftraditionalanalyticmodelwhicharedifficulttoanalyzecouldbeanalyzedinthiscase．Keywor~：optimumstructure；ANSYS；APDL0引言1优化设计的基本原理随着全球市场竞争的日趋激烈，快速满足市传统优化设计方法主要是根据设计要求，凭场需求成为现代制造

5、业关键。在工程设计中，使经验甚至直观判断，通过对若干设计方案进行比设计效果达到最佳，用尽可能快的时间，尽可能较，选出最好的设计方案，然后再对其进行强低的成本设计产品，是设计师一直追求的目标。度、刚度、稳定性等方面的计算分析与校核，以实践证明，按照传统设计方法作出的设计方案，验证设计方案的可行性，所以，这种方法可以说很大部分都有改进和提高的余地，而不是最佳方是经验优化的设计方法。经验优化设计方法缺乏案U-2]~近年来发展起来的有限元技术，将复杂的对设计对象全面理论分析和严谨的优化准则，因优化求解过程封装

6、入大型商业有限元软件，这些此这种方法只是若干种方案中最优者p。与传统设软件自动完成很多建模和求解工作【3]。这样工程师计方法不同，基于有限元的结构优化设计方法是在解决工程设计问题时，通过使用相关软件，可建立在数学优化算法、结构分析和计算机技术上以从无数设计方案中找到最优或者是尽可能完善的优化设计方法。这种优化方法是把追求的设计的设计方案，从而大大提高设计效率和设计质要求和设计目标，以数学公式的形式将其定量量。在大型有限元商业软件中，ANSYS是现代产化。结构优化设计可以根据设计变量的类型分为品设计中的

7、高级CAE工具之一。本文介绍一种基形状优化和拓扑优化。于ANSYS程序进行的结构优化设计方法。拓扑优化的主要思想是将寻求结构的最优拓收稿日期：2012—12—28；修订日期：2013—04—30吴亚明：基于ANSYS的结构优化设计制造业信保持了结构的强度，大大提高了材料的利用率。12．0[Z]．2002．5结论[3]孙靖民．机械优化设计[M]．北京：机械工业出版社，2003．本文综合使用拓扑优化，形状优化，利用[4]李芳，凌道盛．工程结构优化设计发展综述[J]．工APDL语言对产品进行结构优化。并以应

8、力集中力程设计学报，2002，9(5)：229—235．扩散结构设计为例，验证了本文提出的优化方法[5]杨秀萍，王鹏林．基于ANSYSAPDL语言的零件参数的可行性。为结构优化提供了一种有效方法。该化有限元分析[J]．组合机床与自动化加工技术，方法能够很好地为实际工程设计与分析服务提高2005(11)：l0—11．建模效率和准确性，并能够对传统解析模型难以[6]林丹益，李芳．基于ANSYS的结构拓扑优化[J]．机分析的一些参数进行分析。电工程．2012(