文档介绍：2004 ANSYS 中国用户论文集
ANSYS 在三通管道设计优化中的应用
郑连纲
中国核动力研究设计院,成都 610041
[ 摘要] 本文简要介绍了 ANSYS 程序的设计优化功能,包括优化过程和优化方法,并结合实例,说明
了 ANSYS 程序在三通管道设计优化中的应用。
[ 关键词] ANSYS,设计优化,优化方法
The Application in Design Optimization of
Pipe Tee T with ANSYS
Zheng Lian-gang
Nuclear Power Institute of China, Chengdu, 610041
[Abstract] The design optimization function in ANSYS , containing the optimization process and
optimization methods, is briefly introduced in this paper. An example is given to
demonstrate the application in design optimization of pipe tee T using ANSYS.
[Key words] ANSYS,Design Optimization,Optimization Methods
1 前言
优化设计是一种寻找最优设计方案或者说是最有效率方案的技术,充分挖掘设计潜力,
比较并评价设计方案,给出最优设计。优化设计算法众多,现代优化算法主要包括禁忌搜索、
模拟退火、遗传算法、神经网络和拉格朗日松弛等。
基于有限元法的结构优化是以建立合理有限元模型和数学模型为基础的。有限元模型确
定设计变量与结构尺寸的变化规律,数学模型则包括设计变量、约束方程和目标函数三部分。
结构优化的力学准则就是从力学的概念出发,建立一些准则,满足这些准则的可用设计
就是最优设计或近似最优设计。如等强度准则(满应力设计准则),要求尽可能使结构在使
用过程中各构件的最大应力都能达到其允许值;等强度的概念进一步扩大就是同步失效准则
(满约束准则),要求在结构设计时尽可能多的不等式约束同时达到临界;能量准则则要求
尽可能充分发挥材料的贮能(应变能)的能力[1]。
本文简要介绍了 ANSYS[2]程序的设计优化功能,包括优化过程和优化方法,并结合实例,
说明了 ANSYS 程序在三通管道设计优化中的应用。
2 ANSYS 程序的优化设计功能
优化变量定义
ANSYS 程序优化设计中常用的一些基本术语有设计变量、状态变量、目标函数、合理和
不合理的设计等。
设计变量(DVs)为自变量,优化结果的取得就是通过改变设计变量的数值来实现的。
每个设计变量都有上下限,它定义了设计变量的设计空间。
状态变量(SVs)是约束设计的数值。它们是“因变量”,是设计变量的函数。状态变量
有上下限或只有单方面的限制。
目标函数是要尽量减小的数值,它必须是设计变量的函数。
所谓合理的设计是指满足所有给定的约束条件(设计空间内状态变量的约束)的设计。
2004 ANS