isight集成优化简单实例

1、ISIGHT工程优化分析,机械工程,多学科集成优化技术,ISIGHT,简 介,多学科集成优化技术,ISIGHT是美国Engineous公司出品的过程集成、优化设计和稳健性设计的软件，可以将数字技术、推理技术和设计探索技术有效融合，并把大量的需要人工完成的工作由软件实现自动化处理，在多学科优化类软件中市场知名度和占有率均居第一位，占有55的市场份额。ISIGHT软件可以集成仿真代码并提供设计智能支持，从而对多个设计可选方案进行评估，研究，大大缩短了产品的设计周期，显著提高。,1,of,18,ISIGHT 包含的设计方法,2,of,18,优化设计,试验设计,质量工程,逼近计算,设计方法,ISIGH

2、T,工作原理简介,3,of,18,基于数值分析软件的结构和工作过程，在进行数值分析的时候，可以通过修改模拟计算模块的输入文件来完成模型的修改，iSIGHT正是基于这种原理工作的。iSIGHT通过一种搭积木的方式快速集成和耦合各种仿真软件，将所有设计流程组织到一个统一、有机和逻辑的框架中，自动运行仿真软件，并自动重启设计流程，使整个设计流程实现全数字化和全自动化。,iSIGHT集成优化的一般过程,4,of,18,ISIGHT软件界面,与菜单介绍,5,of,18,编辑菜单,文件菜单,主菜单由如下菜单组成： 文件（File） 编辑（Edit） 视图（View） 控制（Control） 执行（Exec

3、tion） 工具（Tool） 帮助（Help）,ISIGHT软件主菜单,单梁起重机结构优化设计,工程实例分析,6,of,18,近几十年来，起重机在设计和制造方面都有了很大的改进，尤其是随着有限元等数值仿真软件的出现，在结构设计方面已经从静态分析扩展到动态分析，有限元法优化设计等新的计算技术也得到了广泛应用。,单梁起重机结构优化设计,分析模型,7,of,18,单梁起重机即为本案例的分析对象，它由桥架、大车运行机构、电动葫芦及电气设备等部分组成。工作时，桥架沿车梁上的起重机轨道运行，通过电葫芦来完成物体的升降及沿主梁方向平移。该型号起重机额定载重为20KN，主梁跨距为L=3m，主梁截面尺寸如图。,

4、集成软件,8,of,18,本案例选择大型通用软件ANSYS11.0进行强度校核分析。 可以在ANSYS 中建立主梁的几何模型， 并对其划分网格,单梁起重机结构优化设计,主梁优化模型,9,of,18,1、目标函数选择,根据要求质量应该是最终的目标函数，在主梁跨距一定的情况下截面面积与质量成正比，所以优化时选取截面面积A 作为目标函数，其与有优化变量如下关系式成立： , A=wl x tl + t2 +w3 x t3 ,单梁起重机结构优化设计,2、优化模型,主梁优化问题可以用以下的线性规划模型表示：,x 是设计变量，为工字梁截面尺寸参数； F 是目标函数，为梁截面面积； g 是优化问题必须满足的不

5、等式约束，它为梁的挠度。,10,of,18,单梁起重机结构优化设计,3、优化算法的选择,这里采用Modified Method of Feasible Directions 优化方法对本分析问题进行了优化分析 。,11,of,18,单梁起重机结构优化设计,1、输入文件分析,ISIGHT集成优化,输入文件格式及优化变量在其中的位置如6.7所述。由于设计变量定义在文件的开始，并且每一个设计变量值前面都有“=”，所以通过搜索的方式让光标移到相应的变量前，再进行替换操作，相关设置如图,12,of,18,2、参数计算,在参数运算之前，首先需要定义梁截面面积参数AREA。 点击过程集成界面工作栏上的参数按

6、钮 ，则弹出如图所示对话框。点击图中的“Add”按钮，参数“OBJ”下面的一行被激活，用户可以在“Task Task1”一栏中输入所添加变量的名称“AREA”，然后确认返回过程集成界面。,参数添加,参数计算设置,13,of,18,3、优化建模,在参数设置窗口（Parameters）中，设定优化变量的区间范围和目标函数，如图,14,of,18,单梁起重机结构优化设计,4、优化任务设置,这里采用Modified Method of Feasible Directions优化方法对本分析问题进行了优化分析，相应设置如图。,15,of,18,单梁起重机结构优化设计,优化结果及其分析,经过迭代求解后的优化结果，如表所示。,优化结果,16,of,18,通过表可以看出，经过优化后主梁的承载能力得到最大程度地利用，同时主梁的重量下降62%。,优化结果,17,of,18,单梁起重机结构优化设计,本章通过ISIGH集成ANSYS11.0软件对起重机的主梁进行优化。优化过程中由于主梁重量信息并没有明