ANSYS优化分析小结

空间钢结构APDL参数化计算与分析》是一本不错的书,虽然未来估计我不大会有接触空间钢结构分析的机会,但是此书从第三章以后部分的内容写得还是相当给力。从结构形式上来说,介绍了各种空间钢结构形式的建模技巧,在分析方法方面还有许多可借鉴的地方,综合看来,的确是一本值得拥有的参考资料。

今天来挖掘一下关于优化分析的那个小例子,总结优化分析的基本套路如下:

  1. 定义材料参数的时候,要用参数化建模,尤其对于设计变量,必须实现参数化;
  2. 进行建模、分网等常规操作,包括常规的静力分析;
  3. /post1 进入后处理,就以此例的网架为例。目标既然是“网架质量最小”,就需定义一个“质量”的变量(从ANSYS数据库中可以得到单元总体积,再乘以密度就可以得到质量了)。
  4. 通过*GET命令得到状态变量的数值。例如,构件的截面几何参数是设计变量,构件内力数值是状态变量。优化分析的过程就是要通过在一定范围内调整构件几何参数(设计变量)的同时,保证内力(状态变量)在容许范围之内,最终看整体的质量什么时候能最小。为了得到优化分析初始的状态变量,所以在优化分析之前就要进行一次静力分析;
  5. 生成优化分析文件,文件中主要包含状态变量的数值;
  6. /OPT 进入优化分析,指定优化文件。定义设计变量——即定义设计变量的变化范围。需要注意的是,此处设计变量的参数名和进行材料定义时候的参数名要保持统一,不然ANSYS便不知道要对哪个变量进行优化;
  7. 存储优化设计参数,定义目标变量和优化方法,进行优化设计;
  8. 列表查看优化设计结果。

常用到的命令流包括:

获取质量

ETABLE,EVOLUME,VOLU        !定义单元体积列表
SSUM                       !单元体积列表求和
*GET,VTOT,SSUM,,ITEM,EVOLUME   !定义变量volume存储网架结构消耗材料体积
RO=7850
WT=VTOT*RO !获取质量

生成优化分析文件

LGWRITE,Filename,Ext,--,Kedit

其中,Filename包括文件目录和文件名,若只有文件名则默认为工作目录;Ext为文件扩展名,默认为lgw;Kedit为NONE的时候为不压缩任何命令,为COMMENT指将不必要的命令作为注释行写入文件,REMOVE为不写入必要命令。

指定优化文件

OPANL,Filename,Ext,--

意义同上

定义优化变量

OPVAR,Name,Type,MIN,MAX,TOLER

其中,Name为参数名称,MIN,MAX为变量的变化范围;TOLER对设计变量和目标函数循环的变化量或者是状态变量的公差;而对于Type,当为DV时为设计变量,为SV时为状态变量,为OBJ时为目标函数,为DEL时为删除优化变量。

/OPT                         !进入优化程序
OPANL,'opt1','lgw',''!指定优化命令文件
OPVAR,D1,DV,0.02,0.07, !指定设计变量D1参数的变化范围,其他设计变量类似
OPVAR,DMAX,SV,0.01,0.07,     !指定状态变量DMAX的容许范围,其他状态变量类似
OPSAVE,'OPT1','opt',' '       !将上面的各种变量存储到优化设计数据库
OPVAR,WT,OBJ,,,     !定义目标函数的变量wt
OPTYPE,FIRS             !指定优化方法,这只是其中一种
OPFRST,100,100,0.2       !优化方法设定
OPEXE          !进行优化分析
*STATUS         !查看优化结果

关于优化分析的一些基本知识,还有优化方法的介绍,也可以参考下面的这个文档:

源地址

------------------Update 2011.1.13-------

oploop:优化循环控制参数

opprnt,on ! 激活详细的优化摘要输出;opkeep,on !保存最佳的优化结果和数据文件

optype  & opsubp 选择子问题方法  opeqn 优化控制选项

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说不定我这一生涓滴意念,侥幸汇成河,而且是一条大长河

4 条评论

  1. 每次看长河大哥关于ansys的博文,都会收获一些知识,但是也收获一些失落,因为从长河这里学到知识的同时,深感自己学艺不精,知识贫乏,ansys的学习还不及长河本科水平,现在被导师派到外省一家小企业做项目,使用ansys经常遇到不知道如何处理的问题,企业也没人可以问,不知道长河是怎样自学ansys的?忘不吝赐教,点醒下我啊,

  2. 这位大虾,请教一下
    怎么样才能在ansys保存重新启动后再次查看优化结果啊?
    做了一个结构优化分析,用SAVE everything保存后,再次打开就看不见优化的结果了。
    万分感谢呀!

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