news 2026/11/1 3:35:13

E4-1 ANSYS Workbench 结构优化设计:零件优化

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张小明

前端开发工程师

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文章封面图
E4-1 ANSYS Workbench 结构优化设计:零件优化

项目搭建如下,其中参数及参数设置会因为设置了参数而自动出现

一、前处理

1.几何模型构建

绘制如图所示几何模型,所有尺寸设置为变量(点击尺寸左边的方框)

在参数设置中将P2表达式设为P1,P3表达式设为2*P1

2.材料定义和赋予

材料默认

3.有限元系统模型构建

直接生成网格

二、求解

1.载荷边界条件设置

插入力,加载范围为右侧圆孔柱面,X方向,值为2000N

2.位移边界条件设置

插入固定约束,选择左侧圆孔柱面

3.求解设置

默认

三、后处理

插入总变形

插入等效应力

四、优化分析

将几何体的质量以及最大总变形和最大等效应力设置为变量,返回Workbench界面,点击参数设置,如图所示,可以进行对照查看是否有不一致的地方

1.实验设计

双击创建响应面优化,双击实验设计

单击实验设计,确定实验设计类型为中心复合设计

默认参数取值范围

右键实验设计,选择生成

可在输出参数-静态结构中查看几何体的质量以及最大总变形和最大等效应力的范围,设置优化目标或者优化约束条件时,不能超过这个范围

2.响应面分析

双击响应面,进入分析窗口,单击响应面,选择响应面类型为标准二阶响应面,右击响应面,选择生成

可在质量中查看拟合优度曲线

可在响应点-响应中查看响应面,模式选择3D,X、Y轴可选择任意输入变量,Z轴可选择任意输出变量

3.优化

双击优化,进入分析窗口,单击优化-目标和约束,在右侧窗口设置目标和约束

设置质量最小,最大总变形≤0.003mm,最大等效应力≤31MPa

右键优化,选择生成,可以看到生成的参考点

后续对选定参考点的变量值进行修正验证即完成优化分析

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