文档介绍：基于ANSYS的结构优化设计有限元分析
收稿日期:2004211213
作者简介:郝金伟（19752,男,后勤工程学可以避免等式约束条件,它通常由结构分析来代替,因此约束条件多为不等式,约束函数一般是连续可导和非线性的。4最优解一定位于可行域的边界上,而不在可行域的内部。
5设计变量多,约束条件多,且约束函数多为隐函数。
最优设计的数学模型可归纳为[1]:
minf((X<0
(j=l,2,...,p
hk(X=0(k=p+1,p+2,...,m其中,f(x为目标函数;X=(x1,x2,...,xn
T
为设计向量;
gj(x,hk(x为约束方程。

ANSYS优化可以分为两大类:目标优化设计和拓扑优化设计。目标优化设计是一种通过迭代试算以确定最优设计方案的技术;拓扑优化设计实际上是一种模型的几何构形的优化,即在
给定约束的情况下(如设置了体积的节省量,为了使某个目标准则(如自振频率、总体刚度等最大化或最小化而寻求实体材料的最佳使用方案[2]
的技术。在ANSYS的目标优化设计中，包括的基本定义有:设计变量、状态变
量、目标函数、合理或不合理的设
计、分析文件、迭代、循环、设计序列等[3]
ANSYS优化设计通常包括以下4个基本步骤:
1生成循环所用的分析文件，包括参数化建立模型（PREP7、求解（SOLUTION和提取并指定状态变量和目标函数（POST1/POST26等整个分析过程。2在ANSYA数据库里建立与分析文件中变量相对应的参数（BEGIN或OPT,进入OPT处理器，并指定分析文件（OPT。3指定优化变量，选择优化工具或优化方法并指定优化循环控制方式。4优化分析，查看设计序列结果（OPT和后处理（POST1/POST26。

以ANSYS软件中的验证算例［4］为例来具体说明优化分析过程。变截面悬臂梁（尺寸见图1在自由端受集中力偶M=・m作用。已知该梁弹性模量E=68952MPa,泊松比卩=，可承受的最大应力omax<207MPa,最大挠度omax<，自由端截面厚度t=。以梁的整体体积为目标函数，对截面变化规律进行优化
根据结构特点及优化内容,・m转化
为等值（,，并采用如图2所示的对称分析模型，厚度TK16,TK27,TK38,TK49为设计变量。用2维固体结构单元PLANE42进行截面变化规律的优化设计,用参数OPT（3=3定义使用带厚度的平面应力单元,，分别采用零阶和一阶
无梁楼盖结构设计方法的探讨
913目标旳数收魅犒说
采用一阶方法优化设计时的目标函数收敛情况见图仏
收稿日期:2004211220
作者简介:蒋懋（19752,男,后勤工程学院在读硕士研究生,讲师,后勤工程学院军事建筑工程系,重庆400016
程华（19582,男,1982年毕业于后勤工程学院结构工程专业,教授,后勤