Design Explorer主要帮助设计人员在产品设计和使用前确定哪些不确定因素对产品零部件究竟有多大的影响,而巨能确定如何才能更好地提高产品的可靠性,在Workbench中所有这些任务都是利用响应面来完成的。用户使用参数是Design Ex-plorer的基本语言,而各类参数可以来自Mechanical,DesignModeler和不同的CAD系统。下面简单介绍Design Explorer的基本功能。
1.定义参数
DesignExplorer中共有三类参数:
(1)输入参数(Input Parameters) 输入参数可以从几何体、载荷或材料的属性中设定。如可以在CAD系统或DesignModeler中定义厚度、长度等作为Design Explorer中输入参数,也可以在Mechanical中定义压力、力或材料的属性作为输入参数。
(2)输出参数(Output Parameters) 典型的输出参数有体积、质量、频率、应力、热流、临界屈曲值、速度和质量流等输出值。
(3)导出参数(DeriVed Parameters) 导出参数是指不能直接得到的参数,所以导出参数可以是输入和输出参数的组合值,也可以是各种函数表达式等。
2.优化方法设定
Design Explorer中迸行优化设计分析是通过面(线)响应来完成的,其支持方法是实验数据法(The Designof Experiment method),简称DOE法,一旦运算结束,响应面(线)的曲面(线)的拟合点就是通过设计点来完成的。
3.Designnxplorer的特征
Design Explorer作为ANSYS WORKBENCH中的快速优化工具,我们从上面的内容知道实际上它是通过设计点(可以增加设计点)的参数来研究输出或导出参数的,但因一般输入设计点是有限的,所以也是通过有限个设计点拟合成响应曲面(线)来研究的,其中包括:
(1)目标驱动优化(Goal—DriVen Optimization) 简称GDO。实际上它是一种多目标优化技术,是从给出的一组样本中来得到一个“最佳”的结果。其一系列的设计目标都可用于优化设计。
(2)相关参数(Parameter Correlation) 这用于得到输入参数的敏感性,也就是说可以得出某一输入参数对相应曲面的影响究竟是大还是小。
(3)响应曲面(Response Surface) 这主要用于能直观地观察到输入参数的影响,图表形式能动态地显示输入与输出参数间的关系。(www.xing528.com)
(4)6σ设计(six sigma) 这主要用于评估产品的可靠性概率,其技术上是基于6个标准误差理论。判断产品是否符合达到6σ标准。
4.DesignExplorer的特点
作为快速优化工具,Design Explorer有很多特点,主要有:
各种类型的分析均可被研究,如可以对线性、非线性、模态、温度、流体、电磁、多物理场等迸行优化;
Design Explorer支持本机上不同CAD系统中的参数,这一点对熟悉在CAD软件中迸行参数化建模的用户带来了很大的方便;
支持Mechanical中的参数,在ANSYS Workbench中的许多仿真都是在Mechani-cal中迸行的,而Design Explorer能直接使用Mechanical中的参数;
利用目标驱动优化技术就能创建一组最佳的设计点,还能观察响应曲线和响应曲面的关系;
可以方便地迸行6σ设计,还支持从APDL语言中定义的参数。
一个典型ANSYS Workbench的优化过程通常需要经过参数化建模、后处理求解、优化参数评价、优化循环、设计变量状态修正等步骤来完成,其数值优化的流程如图9-16所示。
图9-16 典型的ANSYS Workbench优化过程
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