基于Ansys的框架结构优化设计Word文档下载推荐.docx
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E=10e10pa,a=2.5m。
根据分析问题的对称性,选择左边两根杆的有限元分析模型,以矩形杆的高度dj为设计变量;
横截面积
以及惯性矩
为设计变量的参数表达式;
以矩形杆端点的弯矩值为状态变量,目标函数为框架最小体积。
综上所述,该问题的优化数学模型为:
图1.框架结构图
图2.有限元分析模型
3.框架结构模型建立
利用GUI方式建立框架结构模型,结果如下图。
图3.框架结构模型图
图4.定义材料属性及设定参数
根据操作继续编辑材料属性,设定参数,为后续计算及优化设计做准备。
4.模型求解及参数优化设计
图5.计算结果
提取计算结果,进入优化设计阶段。
利用图标提取功能,展示目标函数及状态函数变化规律,结果如下图。
图6.截面长、宽参数变化规律对比
图7.两杆弯矩变化规律对比
5.结论及收获
通过以上对四杆组成的框架结构(矩形截面)的优化设计,较为详细地讨论了使用大型有限元分析软件ANSYS进行优化设计方法和步骤,初步了解了利用有限元软件进行优化设计的过程及注意问题。
应用ANSYS工具箱进行建模、有限元分析和优化设计问题求解,不用编写大量优化算法程序,不但提高了设计效率,而且能达到设计精度,很大程度上减少了设计成本和设计周期,使产品设计更为科学合理。
参考文献
[1]ANSYS13.0有限元分析从入门到精通[M]北京:
机械工业出版社,2011.
[2]MICHELLAGM.Thelimitsofeconomyofmaterialinframes-tucture[J].PhilosophicalMagazine19048(6):
589-597.
[3]BENDSOEMP,DIAZAR,LIPTONR,etal.Optimaldesignofmaterialpropertiesandmaterialdistributionformultipleloadingconditions[J].InternationalJournalforNumericalMethodsinEngineering1995,38(7):
1149-170.
[4]隋允康建模·
变换·
优化—结构综合方法新进展[M]大连:
大连理工大学出版社,1996
[5]任重ANSYS实用分析教程[M北京:
北京大学出版社,2003.
[6]博弈创作室APDL参数化有限元分析技术及其应用实例[M]北京:
中国水利水电出版社,2004.
附件
/FILNAME,frame,0
/TITLE,OptimizationofaFrameStructure
/PLOPTS,INFO,3
/PLOPTS,LEG1,1
/PLOPTS,LEG2,1
/PLOPTS,LEG3,1
/PLOPTS,FRAME,1
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/REPLOT
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/PREP7
MPTEMP,,,,,,,,
MPTEMP,1,0
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ET,1,BEAM188
SECTYPE,1,BEAM,RECT,,0
SECOFFSET,CENT
SECDATA,D1/2,D1,0,0,0,0,0,0,0,0,0,0
N,1,0,0,0,,,,
N,2,0,2.5,0,,,,
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/PNUM,KP,0
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FLST,2,2,1
FITEM,2,1
FITEM,2,2
E,P51X
TYPE,1
MAT,1
REAL,
ESYS,0
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TSHAP,LINE
FITEM,2,3
FINISH
/SOL
FLST,2,1,1,ORDE,1
/GO
D,P51X,,,,,,ALL,,,,,
F,P51X,FY,-2000
NSEL,S,LOC,X,2.1,2.1
DSYM,SYMM,X,,
ALLSEL,ALL
GPLOT
/STATUS,SOLU
SOLVE
SAVE,'
Frame_resu'
'
db'
D:
\PROGRA~1\ANSYSI~1\'
/POST1
AVPRIN,0,,
ETABLE,EVOL,VOLU,
ETABLE,mi,SMISC,6
ETABLE,mj,SMISC,12
*GET,m11,ELEM,1,ETAB,MI
*GET,m21,ELEM,1,ETAB,MJ
*GET,m12,ELEM,2,ETAB,MI
*GET,m22,ELEM,2,ETAB,MJ
*SET,LIM1,D1CB*K
*SET,LIM2,D2CB*K
*SET,M11,LIM1-ABS(M11)
*SET,M21,LIM1-ABS(M21)
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SSUM
*GET,VTOT,SSUM,,ITEM,EVOL
/SHRINK,0
/ESHAPE,2
/EFACET,1
/RATIO,1,1,1
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/VIEW,1,1,1,1
/ANG,1
/REP,FAST
EPLOT
!
LGWRITE,'
frame'
lgw'
COMMENT
/OPT
OPANL,'
'
OPVAR,D1,DV,0.05,0.5,,
OPVAR,D2,DV,0.05,0.5,,
OPVAR,M11,SV,0,2000,,
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OPSAVE,'
opt'
OPVAR,VTOT,OBJ,,,0.00001,
OPTYPE,SUBP
OPSUBP,15,7,
OPEQN,0,0,0,0,0,
OPEXE
/COM,ANSYSRELEASE13.0UP2010101214:
18:
5801/08/2014
OPTIMIZATIONLOOPINGHASCLEAREDTHEINTERNALLOG
KEYW,BETA,0
frame_Opt_resu'
OPLIST,9,,0
OPLIST,ALL,,0
/VIEW,1,,,1
/AXLAB,X,Iterationnumber
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/GTHK,AXIS,2
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/GROPT,LOGY,OFF
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/GROPT,DIVY,
/GROPT,REVX,0
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/XRANGE,DEFAULT
/YRANGE,DEFAULT,,1
XVAROPT,'
PLVAROPT,VTOT
/AXLAB,Y,BASEDIMENSION
PLVAROPT,D1,VTOT
PLVAROPT,D1,D2,VTOT
/AXLAB,Y,MAXIMUMMOMENT
PLVAROPT,M11,M12,M21,M22
/EXIT
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