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