【正文】 eory of the optimization。所謂“最優(yōu)設計”，指的是一種方案可以滿足所有的設計要求，而且所需的支出最小。 40 多年來，有限元法的應用已由彈性力學平面問題擴展到空間問題、板殼問題、由靜力平衡問題擴展到穩(wěn)定性問題、動力問題和波動問題，分析的對象從彈性材料擴展到粘彈性、粘塑性和復合材 料等，從固體力學擴展到流體力學、傳熱學、電磁學等領域 [1]。但由于當時計算條件的限制，這種方法并沒有受到足夠重視。求解出這些未知量，就可以通過插值函數計算出各個單元內場函數的近似值，從而得到整個求解域上的近似解。有限元法也有不足之處，例如對一特殊問題只能求得一個具體的數值結果，不能得到不同參數變化時系統(tǒng)的反饋 :而且構造一個對真實問題盡可能逼近的有限元建模經驗和對實際問題和準確判斷。眾所周知，非線性的數值計算是很復雜的，它涉及到很多專門的數學問題和運算技巧，很難為一般 Z程技術人員所掌握。 通過利用有限元優(yōu)化分析功能對承壓齒盤結構進行優(yōu)化分析，證明用優(yōu)化分析功能實現結構優(yōu)化分析的可行性，從而為其它復雜結構的優(yōu)化分析提供了新的方法和依據。前處理模塊提供一個強大的實體建模及網格劃分工具，用戶可方便地構造有限元模型；分析計算模塊包括結構分析 (可進行線性分析 、非線性分析和高度非線性分析 )、流體動力學分析、電磁場分析、聲場分析、壓電 。另外一種優(yōu)化方法是針對第 1 種方法的缺陷改進的方法，叫梯度尋優(yōu)法。假設 ??? ? || 1jj XX 或 ??? || bj XX ，那么也認為設計變量的搜索已經趨于收斂，于是迭代停止。③動畫模擬結構變形過程。⑥調整約束極限，實現新產品的優(yōu)化設計。一階方法基于目標函數對設計變量的敏感程度，因此，更加適合于精確的優(yōu)化分析。 開始 參數化建模 加載與求解 提取分析結果并賦值給變量 指定優(yōu)化分析文件 優(yōu)化參數評價 最優(yōu)，退出循環(huán) 非最優(yōu)，修正設計變量 收斂 不 收斂 本科畢業(yè)論 10 約束條件 B,H,H1 的變化范圍分別是： B ∈ (30,50)； H ∈ (140,175)； H1 ∈ (55,90)，它們的初值分別為： B=35mm， H=175mm， H1=35mm。 圖 目標函數 WT 收斂過程示意圖 圖 約束條件 1S ， 2S 變化圖 本科畢業(yè)論 14由上圖承壓齒盤 WT 的變化曲線可以看出，優(yōu)化次數在第 6 次時優(yōu)化對象數據的值已基本穩(wěn)定。本科畢業(yè)論 15第四章 . 結束語 通過本次畢業(yè)設計，我認識了什么是 ANSYS 以及它的強大功能，學會了 ANSYS 的基本操作，進一步強化了優(yōu)化設計的內容。 基于 ANSYS 的結構優(yōu)化設計在解決結構優(yōu)化問題時是有效的、實用的，是結構優(yōu)化設計實現方法的一個重要組成部分，尤其是在大型復雜結構的優(yōu)化問題上是具有其他算法無法替代的優(yōu)勢。 CMSEL,S,_Y VMESH,_Y1 CMDELE,_Y CMDELE,_Y1 CMDELE,_Y2 本科畢業(yè)論 22 TYPE, 1 MAT, 1 REAL, ESYS, 0 SECNUM, FLST,5,2,4,ORDE,2 FITEM,5,4 FITEM,5,358 CM,_Y,LINE LSEL, , , ,P51X CM,_Y1,LINE CMSEL,_Y LESIZE,_Y1,20, , , , , , ,1 FLST,5,2,6,ORDE,2 FITEM,5,1 FITEM,5,59 CM,_Y,VOLU VSEL, , , ,P51X CM,_Y1,VOLU CHKMSH,39。在此謹向他們表示衷心謝意！ 在此還要感謝我的同學在我完成學業(yè)過程中給予的幫助和鼓勵。在此 向尊敬的林老師表示深深的敬意和感謝！ 在做畢業(yè)設計期間，我還得到了機電工程學院許多領導和老師的熱情的鼓勵和親切的關懷 。本科畢業(yè)論 16 參考文獻 [1] 顧元憲 . 結構優(yōu)化設計的研究與應用 [J].國際學術動態(tài) ,1991,18（ 6）， 8183. [2] 任重 . ANSYS 實用分析教程 [M].北京 :清華大學出版社 ,20xx [3] 龔曙光，謝桂蘭 . ANSYS 操作命令與參數化編程 [M].北京 :機械工業(yè)出版社 ,20xx. [4] 倪正順，帥詞俊 . CAE 方法中的優(yōu)化技術及其應用 [J].現代機械 ,20xx,(2),1618. [5] 王國強 . 實用 工程數值模擬技術及其在 ANSYS 上的實踐 [M].西安 :西北工大出版社 ,20xx. [6] 張樂樂，譚南林 . ANSYS 輔助分析應用基礎教程 [M].北京：清華大學出版社 ,20xx. [7] 劉國慶，楊慶東 .ANSYS工程應用教程 [M].北京：中國鐵道出社 ,20xx. [8] 許尚賢 . 機械設計中的有限元法 [M].上海：高教出版社 ,1999. [9] 徐燕申 . 機械動態(tài)設計 [M].北京：機械工業(yè)出版社 ,1991. [10] 郝文化 . [M].北京：清華大學出版社 ,20xx. [11] 鄒家祥 . 現代機械設計理論與方法 [M].北京 :科學出版社， 1987. [12] 孫菊芳 . 有限元法及其應用仁 [M].北京 :北京航空航天大學出版社， 1991. [13] K. J巴斯 . 工程分析中的有限元法 [M].北京 :機械工業(yè)出版社， 1991. [14] S. S勞爾 . 工程中的有限元法 [M]北京：北京科學出版社， 1991. [15] 杜平安，甘娥忠，于亞婷 . 有限元法 原理、建模及應用 [M].北京 :國防工業(yè)出版社 ,20xx. [16] 趙經文，王宏玉 . 結構有限元分析「 M].北京 :科學出版社， 20xx. 本科畢業(yè)論 17 附 錄 基于 ANSYS的承壓齒盤結構優(yōu)化設計命令流 ： /FILNAM, the gear pressure plate /TITLE,Optimization of a gear pressure plate ！進入 PREP7 /PREP7 ! 初始化設計變量參數 B=35 H=175 H1=35 ！ ！定義單元類型并建模 ET,1,SOLID92 MPTEMP, MPTEMP,1,25 MPDE,EX,1 MPDE,PRXY,1 MPDATA,EX,1, MPDATA,PRXY,1, MPTEMP, MPTEMP,1,0 MPDATA,DENS,1,7850 FLST,2,2,8 FITEM,2,0,0,0 FITEM,2,775,0,0 CIRCLE,P51X k,5,50,775+B, k,6,50,775+B, k,7,50,750, 本科畢業(yè)論 18 k,8,50,750, LSTR, 5, 6 LSTR, 6, 7 LSTR, 7, 8 LSTR, 5, 8 FLST,2,2,4,ORDE,2 FITEM,2,6 FITEM,2,8 FLST,3,2,4,ORDE,2 FITEM,3,1 FITEM,3,2 LSBL,P51X,P51X FLST,2,3,4,ORDE,3 FITEM,2,7 FITEM,2,11 FITEM,2,12 LDELE,P51X FLST,2,2,4,ORDE,2 FITEM,2,3 FITEM,2,4 LDELE,P51X FLST,2,2,8 FITEM,2,0,0,0 FITEM,2,775,0,0 CIRCLE,P51X LARC,9,10,11 FLST,2,4,4 FITEM,2,2 FITEM,2,1 本科畢業(yè)論 19 FITEM,2,3 FITEM,2,4 AL,P51X FLST,2,4,4 FITEM,2,5 FITEM,2,9 FITEM,2,10 FITEM,2,6 AL,P51X CSYS,1 AGEN,28,2,0 K,200,0,0,0, K,201,0,0,35, K,202,0,0,175, LSTR, 200, 201 LSTR, 201, 202 FLST,2,29,5,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,29 VDRAG,P51X, , , , , , 117 VDRAG, 34, , , , , , 118 FLST,2,29,6,ORDE,2 FITEM,2,1 FITEM,2,29 VGLUE,P51X FLST,2,2,6,ORDE,2 FITEM,