【正文】 473, 0.816., **搜索找到關(guān)鍵字*Shell Section，Thic，替換后如下：** Section: SectionShell*Shell Section, elset=SetLatch_geo, material=C70250TM00Thic, 5搜索找到關(guān)鍵字*Friction，F(xiàn)c，替換后如下：*Friction, slip tolerance= Fc,** 激活DSA搜索找到關(guān)鍵字*Step，在其后添加DSA=YES，添加后如下：** 激活DSA*Step, name=Step1_Move, nlgeom=YES, DSA=YES*Static, 1., 1e05, ** DSA公式定義搜索找到** BOUNDARY CONDITIONS，其前前插入如下關(guān)鍵字：**增量公式*DSA CONTROLS, FORMULATION=INCREMENTAL** BOUNDARY CONDITIONS其實默認(rèn)的就是增量公式，不定義也可。注意：DSA關(guān)鍵字結(jié)束，不要留空行。 DSA響應(yīng)定義在結(jié)束關(guān)鍵字*End step前插入如下關(guān)鍵字：**設(shè)計響應(yīng)輸出*DESIGN RESPONSE**沒定義節(jié)點集，即全局節(jié)點響應(yīng)*NODE RESPONSERF, **沒定義單元集，即全局單元響應(yīng)*Element RESPONSES, DSA結(jié)果。進(jìn)入Job模塊，如圖1247所示，從菜單Job224。Create創(chuàng)建名為Job2_Latch_dsa_ok的Job，提交求解。圖 1247 創(chuàng)建Job查看參數(shù)對Latch的應(yīng)力S11敏感度如圖1248所示。從圖中可知，有關(guān)楊氏模量的參數(shù)Young和有關(guān)摩擦系數(shù)的參數(shù)Fc對最大應(yīng)力S11響應(yīng)具有正敏感度，即正相關(guān)影響，而有關(guān)厚度參數(shù)Thic對應(yīng)力響應(yīng)S11的影響則相反。（a）參數(shù)Young對S11的敏感度（b）參數(shù)Thic對S11的敏感度（c）參數(shù)Fc對S11的敏感度圖 1248 參數(shù)敏感度云圖因各參數(shù)值差異太大，要相互對比各參數(shù)對應(yīng)力S11的敏感度大小，還需用式（1211）進(jìn)行歸一化（Normalization）計算： （1211）具體到本例中，參數(shù)Young對節(jié)點495應(yīng)力S11歸一化處理為：根據(jù)以上所述，各參數(shù)對最大應(yīng)力S11（節(jié)點495）的敏感度及歸一化敏感度見表122，可得知參數(shù)Young對應(yīng)力S11的影響程度最高。表 122 各參數(shù)對應(yīng)力S11的敏感度和歸一化敏感度參數(shù)Para參數(shù)值Para0敏感度應(yīng)力Normalized敏感度Young131000 MPaThicFc同理，查看各參數(shù)對Plug反作用力RF2的敏感度及歸一化敏感度如表123：表 123 各參數(shù)對Plug反作用力RF2的敏感度和歸一化敏感度參數(shù)Para參數(shù)值Para0敏感度反作用力Normalized敏感度Young131000 N ThicFc由表123中，敏感度可知，Young、Thic和Fc參數(shù)對RF2都是負(fù)影響，即增大參數(shù)值會使得RF2值更?。ǚ醋饔昧Ω螅?。同時，由表中歸一化敏感度還可知參數(shù)Thic對RF2的影響最大。 DSA驗證l 應(yīng)力S11預(yù)測，假設(shè)楊氏模量正誤差為1%，即=1310Mpa，則=1310*=，即預(yù)測=+=。l 應(yīng)力S11驗證，修改銅材C70250的楊氏模量為131000+1310=132310Mpa，提交計算。查看結(jié)果S11云圖，如圖1249所示。圖 1249 修改楊氏模量后的S11云圖 討論l DSA公式，修改Increment為Total設(shè)置成全局公式，修改后關(guān)鍵字：**全局公式*DSA CONTROLS, FORMULATION=TOTAL，查看參數(shù)Young對S11的敏感度云圖，與圖1248(a)完全一致，說明此例可以使用全局公式計算。，查看TOTAL CPU TIME：。證明了全局公式能夠減少求解時間。l 擾動尺寸。 DESIGN PARAMETER PERTURBATION SIZE Young Thic Fc 把下面關(guān)鍵字。*DSA CONTROLSYoung, CD, Thic, CD, Fc, CD, ，結(jié)果無變化，但求解時間減少至54S。注意：針對復(fù)雜的模型，可以先計算一個類似的簡單模型，查看是否適合使用全局公式及其擾動尺寸，然后再對復(fù)雜模型定義DSA公式及擾動尺寸，以減少求解時間。 形狀變量對卡扣的敏感性還是針對卡扣正向力模型，本節(jié)詳細(xì)講解形狀變量的生成及其對響應(yīng)的敏感度。 問題描述，見圖1244，模型結(jié)果見圖124圖1246。因為沖裁誤差，假定懸臂的上下邊，向外偏移出理想位置，如圖1250，上邊向外偏移的形狀變量Shape Variation簡稱SV1，下邊向外偏移的形狀變量簡稱SV2。下文將研究形狀變量SVSV2對應(yīng)力S1正向力RF2響應(yīng)的敏感度。圖 1250 形狀變量示意 SV1形狀變量生成。l 拷貝模型從主菜單：Model224。Copy Model，拷貝Latch_shape_pre，命名為Latch_shape_SV1。從樹目錄，選中模型Latch_shape_SV1中的Parts：Latch_pre，右鍵重命名為Latch_SV1。從樹目錄，選中模型Latch_shape_SV1中的Instances：Latch_pre1，右鍵重命名為Latch_SV11。l 修改Latch_shape_SV1從樹目錄，選中模型Latch_shape_SV1中的Parts:Latch_SV1:Feature:Section Sketch，右鍵Edit，進(jìn)入相應(yīng)的零件草圖，如圖1251所示。圖 1251 進(jìn)入草圖應(yīng)用Add224。offset命令，偏移懸臂的上邊線，偏移后的線的兩端點與兩側(cè)線，重新倒圓角半徑不變，如圖1252所示。更改后退出草圖，更新幾何，此時Latch_SV1的網(wǎng)格也被清除了，這里不需重新劃分網(wǎng)格。圖 1252 向外偏移后的形變SV1l 運行腳本命令如圖1253，從Abaqus/CAE的命令欄，輸入圖框所示的腳本命令，回車鍵運行。(可直接從光盤所附“”中復(fù)制。)圖 1253 運行腳本命令進(jìn)入Assembly模塊，即可查看映射后的網(wǎng)格，網(wǎng)格無扭曲，映射后的網(wǎng)格可以接受。腳本運行后，用寫字板打開可知每個節(jié)點的相對坐標(biāo)變化。 SV2形狀變量生成l 拷貝模型復(fù)制Latch_shape_pre，命名為Latch_shape_SV2。選中模型Latch_shape_SV2中的Parts：Latch_pre，右鍵重命名為Latch_SV2。選中模型Latch_shape_SV2中的Instances：Latch_pre1，右鍵重命名為Latch_SV21。l 修改Latch_shape_SV2類似圖1252。偏移后如圖1254。退出草圖，并更新。圖 1254 向外偏移后的形變SV2l 運行腳本命令運行如下腳本：ra1 = [39。Latch_shape_pre39。].rootAssemblyra2 = [39。Latch_shape_SV239。].rootAssemblyi1 = [39。Latch_pre139。]i2 = [39。Latch_SV2139。] (originalInstance=i1, modifiedInstance=i2, fileName=39。shape_SV239。)進(jìn)入Assembly模塊，可以查看映射后的網(wǎng)格，網(wǎng)格無扭曲，映射后的網(wǎng)格可以接受。，打開可查看節(jié)點的相對坐標(biāo)變化。 。切換到Job模塊，從菜單欄Job224。Create，創(chuàng)建名稱為Job1_Latch_shape_pre的Job，從菜單欄Job224。Write Input。 參數(shù)及設(shè)計參數(shù)定義。在**PARTS前插入如下關(guān)鍵字：**定義參數(shù)*PARAMETERSV1=SV2=**定義設(shè)計參數(shù)*DESIGN PARAMETERSV1, SV2其中參數(shù)SV1=0，SV2=0表示以原始模型作擾動參考。 定義形狀變量搜索關(guān)鍵字*Instance, name=Latch_pre1, part=Latch_pre，在其后插入如下關(guān)鍵字：*Instance, name=Latch_pre1, part=Latch_pre（參考行）**定義SV1參數(shù)*PARAMETER SHAPE VARIATION, PARAMETER=SV1 **定義SV2參數(shù)*PARAMETER SHAPE VARIATION, PARAMETER=SV2*End Instance（參考行） 激活DSA搜索找到關(guān)鍵字*Step，在其后添加DSA=YES，添加后如下：**激活DSA*Step, name=Step1_Move, nlgeom=YES, DSA=YES*Static, 1., 1e05, DSA公式定義不作任何操作，保持默認(rèn)即增量計算。 DSA響應(yīng)定義在結(jié)束關(guān)鍵字*End step前插入如下關(guān)鍵字：**設(shè)計響應(yīng)輸出*DESIGN RESPONSE**沒定義節(jié)點集，即全局節(jié)點響應(yīng)*NODE RESPONSERF, **沒定義單元集，即全局單元響應(yīng)*Element RESPONSES, DSA結(jié)果。打開Abaqus/CAE，切換到Job模塊，從菜單Job224。Create， file，創(chuàng)建名為Job2_Latch_shape_ok的Job，提交求解。求解完成進(jìn)入后處理。菜單欄Result224。Step/Frame：Parameter Definition。查看針對形狀變量SVSV2的節(jié)點移動情況，如圖1255所示。（a）參數(shù)SV1的Y方向節(jié)點偏移（b）參數(shù)SV2的Y方向節(jié)點偏移圖 1255 網(wǎng)格節(jié)點偏移矢量圖菜單欄Result224。Step/Frame：Step1_Move。查看SVSV2對Latch的應(yīng)力S11敏感度如圖1256所示。從圖中可知，參數(shù)SVSV2對最大應(yīng)力S11響應(yīng)均具有正敏感度即正向影響。針對不可用數(shù)值表示的形狀變量，均假定其變量值為1，歸一化敏感度后，SV2的影響大于SV1。（a）SV1對應(yīng)力S11的敏感度分布（b）SV2對應(yīng)力S11的敏感度分布圖 1256 形狀變量對應(yīng)力S11的敏感度查看SVSV2對Plug的反作用力RF2敏感度如圖1257所示。從圖中可知，參數(shù)SVSV2對最大應(yīng)力S11響應(yīng)均具有負(fù)敏感度，因為RF2為負(fù)值，等于增大反作用力。（a） SV1對RF2敏感度（b） SV2對RF2敏感度圖 1257 形狀變量對RF2的敏感度1 DSA驗證l 預(yù)測假設(shè)SV1正誤差為設(shè)定形變的40%，SV2正誤差為設(shè)定形變的50%，則=(40%*SV1敏感度+50%*SV2敏感度)= (40%*+50%* )= Mpa，即預(yù)測的=+=；同理，預(yù)測的=(40%*+50%*)== N.l 驗證。進(jìn)入Latch草圖，懸臂上邊線偏移40%*=，下邊線偏移50%*=，如圖1258示意。（a）偏移邊的左端示意（b）偏移邊的右端示意圖 1258 修改的草圖示意草圖修改完成后，退出草圖并更新，劃分網(wǎng)格后，提交計算，求解完成，查看S11及RF2云圖，如圖1259所示，此驗證值與預(yù)測值的對比見表124，預(yù)測值與驗證值有稍許誤差，對于非線性大變形模型，此誤差是可以接受的。（a）驗證模型的應(yīng)力S11分布云圖（b）驗證模型的反作用力RF2分布云圖圖 1259 驗證模型的S11和RF2表 124 預(yù)測值與驗證值Latch最大應(yīng)力S11 (Mpa)Plug反作用力RF2 (N)預(yù)測值驗證值誤差%%注：接觸處的網(wǎng)格節(jié)點劃分不一，結(jié)果會有稍許差別。 本章小結(jié)本章前部分講解了Abaqus的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計概念基礎(chǔ)及其應(yīng)用場合，以最優(yōu)化設(shè)計產(chǎn)品，并詳細(xì)實例操作：拓?fù)鋬?yōu)化2例，形狀優(yōu)化1例，以此證明Abaqus依靠其強大的非線性求解能力，在優(yōu)化領(lǐng)域占有一席之地。本章后部分講解了敏感性分析的概念及其使用方法，以深入研究參數(shù)誤差及制造誤差所導(dǎo)致的響應(yīng)變化程度，即敏感度，并詳細(xì)實例操作：敏感性分析2例，以證明Abaqus敏感性分析的可行性。以上優(yōu)化設(shè)計及敏感性分析的應(yīng)用范圍還有所受限，比如形狀變化較大場合、多物理場場合等，如有必要可借助實驗設(shè)計方法，比如正交實驗，實現(xiàn)敏感度分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化，如讀者有興趣可參閱本書作者碩士畢業(yè)論文（見參考文獻(xiàn)），有應(yīng)用正交實驗優(yōu)化設(shè)計和敏感性分析。