【正文】 數(shù)據(jù)(設(shè)計(jì)變量DV)初始化，并構(gòu)建一個(gè)參數(shù)化分析模型，為以后軟件修正模型提供可能；(2)加載與求解：對(duì)結(jié)構(gòu)的參數(shù)化模型進(jìn)行加載與求解；(3)進(jìn)入ANSYS的后處理模塊，提取有限元分析結(jié)構(gòu)結(jié)果并賦值給狀態(tài)變量SV(約束條件)和目標(biāo)函數(shù)OBJ(優(yōu)化目標(biāo))。一階方法基于目標(biāo)函數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)變量的敏感程度，因此，更加適合于精確的優(yōu)化分析?？劭郏壕牌咭痪哦惆肆懔?另提供全套機(jī)械畢業(yè)設(shè)計(jì)下載！該論文已經(jīng)通過答辯 ANSYS優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法和步驟ANSYS提供了兩種常用的優(yōu)化方法[15]：零階方法的本質(zhì)是采用最小二乘法逼近，求取一個(gè)函數(shù)面來擬合解空間，然后再對(duì)該函數(shù)面求極值。NNNNNNNNNNNN字。其中,它的APDL語言為結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的數(shù)值分析提供了一個(gè)很好的開發(fā)環(huán)境[3],本文正是基于APDL語言，利用AN2SYS的優(yōu)化設(shè)計(jì)模塊編制用戶程序進(jìn)行零部件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[14]。目前常用的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法有優(yōu)化準(zhǔn)則法和數(shù)學(xué)規(guī)劃法及兩者結(jié)合的混合法等。⑥調(diào)整約束極限，實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品的優(yōu)化設(shè)計(jì)。④改變外力。②補(bǔ)充與完善形狀。通過對(duì)大量分析數(shù)據(jù)所蘊(yùn)含的工程含義實(shí)行判斷推理，評(píng)價(jià)新產(chǎn)品工作性能與合理性，提出新產(chǎn)品設(shè)計(jì)方面的改進(jìn)建議，使定量信息升華為深層次的定性信息。③動(dòng)畫模擬結(jié)構(gòu)變形過程。主要包括：①對(duì)應(yīng)力和位移排序、求極值，檢查應(yīng)力和位移是否超出規(guī)定值。后置處理主要對(duì)分析結(jié)果進(jìn)行綜合歸納，并進(jìn)行可視化處理。比如說，若使用的是零階函數(shù)逼進(jìn)優(yōu)化，可用命令設(shè)定最多循環(huán)多少次退出，當(dāng)不可行解連續(xù)出現(xiàn)多少次就認(rèn)為優(yōu)化過程發(fā)散，強(qiáng)行退出等。假設(shè)或，那么也認(rèn)為設(shè)計(jì)變量的搜索已經(jīng)趨于收斂，于是迭代停止。假設(shè)、和、分別為目標(biāo)函數(shù)、設(shè)計(jì)變量第j次迭代和第j1次迭代的結(jié)果(為矢量)，F(xiàn)和X分別是當(dāng)前的最優(yōu)目標(biāo)函數(shù)和相應(yīng)的設(shè)計(jì)變量值。在實(shí)際優(yōu)化中，不可能也不必要做無限次迭代，只要達(dá)到給定的精度就應(yīng)該終止計(jì)算并認(rèn)為找到了最優(yōu)方案。進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，是一個(gè)不斷迭代的過程。另外一種優(yōu)化方法是針對(duì)第1種方法的缺陷改進(jìn)的方法，叫梯度尋優(yōu)法。 ANSYS的優(yōu)化方法及收斂準(zhǔn)則優(yōu)化模塊中有2種優(yōu)化方法：第1種是通用的函數(shù)逼近優(yōu)化方法，其本質(zhì)采用最小二乘法逼近，求取一個(gè)函數(shù)面來擬合解空間，然后對(duì)該函數(shù)求極值。從廣義上來說，優(yōu)化設(shè)計(jì)可用來解決任何工程問題，但是對(duì)于結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)計(jì)參數(shù)多、限制約束條件苛刻的構(gòu)件，用傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法一般很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求，即使?jié)M足了設(shè)計(jì)要求，在結(jié)構(gòu)、材料使用等方面也可能存在許多不合理的地方，使其綜合性能難以滿足要求。APDL允許復(fù)雜的數(shù)據(jù)輸入，使用戶對(duì)任何設(shè)計(jì)或分析屬性有控制權(quán)，例如尺寸、材料、載荷、約束位置和網(wǎng)格密度等、擴(kuò)展了傳統(tǒng)有限元分析范圍之外的能力，并擴(kuò)充了更高級(jí)運(yùn)算，包括靈敏度研究、零件參數(shù)化建模、設(shè)計(jì)修改及優(yōu)化設(shè)計(jì)[8]。前處理模塊提供一個(gè)強(qiáng)大的實(shí)體建模及網(wǎng)格劃分工具，用戶可方便地構(gòu)造有限元模型；分析計(jì)算模塊包括結(jié)構(gòu)分析(可進(jìn)行線性分析、非線性分析和高度非線性分析)、流體動(dòng)力學(xué)分析、電磁場分析、聲場分析、壓電 。 ANSYS軟件簡介軟件是融結(jié)構(gòu)、流體、電場、磁場、聲場分析于一體，以有限元分析為基礎(chǔ)的大型通用軟件，已廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、石油化工、輕工、造船、航空航天、汽車交通、電子、土木工程、水利、鐵道、日用家電等一般工業(yè)及科學(xué)研究。14 第二章. ANSYS優(yōu)化技術(shù)在零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用應(yīng)用有限元方法進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)可以通過自行編制有限元程序或采用通用的有限元分析軟件來進(jìn)行[6]。結(jié)果表明，合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)可以提高安全性和經(jīng)濟(jì)性，并為工程上的機(jī)械零部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了依據(jù)。通過利用有限元優(yōu)化分析功能對(duì)承壓齒盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化分析，證明用優(yōu)化分析功能實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析的可行性，從而為其它復(fù)雜結(jié)構(gòu)的優(yōu)化分析提供了新的方法和依據(jù)。 本課題的研究內(nèi)容和意義本課題是借助于ANSYS有限元分析軟件對(duì)承壓齒盤的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)研究。隨著數(shù)值分析方法的逐步完善，尤其是計(jì)算機(jī)運(yùn)算速度的飛速發(fā)展，整個(gè)計(jì)算系統(tǒng)用于求解運(yùn)算的時(shí)間越來越少，而數(shù)據(jù)準(zhǔn)備和運(yùn)算結(jié)果的表現(xiàn)問題卻日益突出。這些軟件的共同特點(diǎn)是具有高效的非線性求解器以及豐富和實(shí)用的非線性材料庫。眾所周知，非線性的數(shù)值計(jì)算是很復(fù)雜的，它涉及到很多專門的數(shù)學(xué)問題和運(yùn)算技巧，很難為一般Z程技術(shù)人員所掌握。 有限元法和軟件發(fā)展特征當(dāng)今國際上FEM方法和軟件發(fā)展呈現(xiàn)出以下一些趨勢特征[4]：，逐步推廣到板、殼和實(shí)體等連續(xù)體固體力學(xué)分析，實(shí)踐證明這是一種非常有效的數(shù)值分析方法。所有這些應(yīng)用都大大地為設(shè)計(jì)人員提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)質(zhì)量、為人類提供優(yōu)秀產(chǎn)品，加快新產(chǎn)品研制步伐，節(jié)約人工與材料，起到不可估量的作用，由此產(chǎn)生或帶來了巨大的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。 有限元法在工程結(jié)構(gòu)分析中的應(yīng)用到目前為止，人們己非常成功的用有限元法實(shí)現(xiàn)了各式各樣工程問題的計(jì)算。有限元法也有不足之處，例如對(duì)一特殊問題只能求得一個(gè)具體的數(shù)值結(jié)果，不能得到不同參數(shù)變化時(shí)系統(tǒng)的反饋:而且構(gòu)造一個(gè)對(duì)真實(shí)問題盡可能逼近的有限元建模經(jīng)驗(yàn)和對(duì)實(shí)際問題和準(zhǔn)確判斷。而且對(duì)于不同性質(zhì)的材料，如各向同性、各向異性、枯彈性和粘塑性材料以及流體均能求解。與試驗(yàn)驗(yàn)證相比，有限元應(yīng)力分析更容易和更準(zhǔn)確地得到諸如應(yīng)力分布、應(yīng)力水平、屈服區(qū)域等：同時(shí)有限元方法可以計(jì)算出構(gòu)件內(nèi)部的應(yīng)力(這對(duì)試驗(yàn)方式來說非常困難)，人們可以按照某一點(diǎn)、某一條直線或某一平面進(jìn)行強(qiáng)度評(píng)定，使得結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)具有針對(duì)性，達(dá)到既安全又經(jīng)濟(jì)的目的。如果單元是滿足要求的，近似解最后將收斂于精確解。求解出這些未知量，就可以通過插值函數(shù)計(jì)算出各個(gè)單元內(nèi)場函數(shù)的近似值，從而得到整個(gè)求解域上的近似解。有限單元法的另一個(gè)重要特點(diǎn)是利用在多個(gè)單元內(nèi)假設(shè)的近似函數(shù)來分片地表示全求解域是待求的未知場函數(shù)，單元內(nèi)的近似函數(shù)通常由未知場函數(shù)或其在單元的各個(gè)節(jié)點(diǎn)的數(shù)值和其插值函數(shù)來表達(dá)。有限單元法的基本思想是將連續(xù)的求解域離散為一組有限數(shù)量，且按一定方式聯(lián)結(jié)在一起的單元的組合體。但是直到1950年，Clough又進(jìn)一步應(yīng)用有限元法處理了平面彈性問題，并提出了有限單元(Finite Element)的名稱，這才使得有限元的理論和應(yīng)用都得到了迅速的發(fā)展，隨著有限元理論的發(fā)展及計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的發(fā)展，有限元法已經(jīng)可用于求解結(jié)構(gòu)力學(xué)、熱傳導(dǎo)、電磁場、流體力學(xué)、聲學(xué)等多問題，廣泛應(yīng)用于核工業(yè)、鐵道、石油化工、航空航天、機(jī)械制造，能源、汽車交通、軍工、電子、土木工程、造船、生物醫(yī)學(xué)等一般工業(yè)及科學(xué)研究的模擬分析。但由于當(dāng)時(shí)計(jì)算條件的限制，這種方法并沒有受到足夠重視。從數(shù)學(xué)角度來看，有限元基本思想的提出，可以1943年Courant的開創(chuàng)性工作為標(biāo)志?，F(xiàn)在，對(duì)于材料性質(zhì)和邊界條件復(fù)雜的問題，工程師可以依靠數(shù)值方法給出近似的、較令人滿意的答案。對(duì)于許多工程問題，不可能獲得解析的數(shù)學(xué)解。40多年來，有限元法的應(yīng)用已由彈性力學(xué)平面問題擴(kuò)展到空間問題、板殼問題、由靜力平衡問題擴(kuò)展到穩(wěn)定性問題、動(dòng)力問題和波動(dòng)問題，分析的對(duì)象從彈性材料擴(kuò)展到粘彈性、粘塑性和復(fù)合材料等，從固體力學(xué)擴(kuò)展到流體力學(xué)、傳熱學(xué)、電磁學(xué)等領(lǐng)域[1]。有限元法的基本思想早在40年代初期就有人提出，但真正用于工程中則是在電子計(jì)算機(jī)出現(xiàn)后。工程計(jì)算中，由于傳統(tǒng)的計(jì)算方法不僅經(jīng)常因人為運(yùn)算疏忽造成錯(cuò)誤，而且在模型處理上將幾何結(jié)構(gòu)及邊界條件等過于簡化，使得計(jì)算結(jié)果往往與實(shí)際不符，因此缺乏參考價(jià)值。如果其中任一約束條件不滿足，設(shè)計(jì)就認(rèn)為是不合理的。所謂“最優(yōu)設(shè)計(jì)”，指的是一種方案可以滿足所有的設(shè)計(jì)要求，而且所需的支出最小。本文是運(yùn)用優(yōu)化設(shè)計(jì)方法對(duì)承壓齒盤進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行研究。ANSYS系統(tǒng)是第一個(gè)通過IS09(O1質(zhì)量認(rèn)證的大型工程分析類有限元軟件，在機(jī)械、土木和航空航天等領(lǐng)域有著廣泛和良好的應(yīng)用基礎(chǔ)。隨著工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)技術(shù)尤其是計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展，各種計(jì)算