如何进行SolidWorks优化分析？

优化分析由三个设计算例参数定义：变量、约束和目标。优化分析使用之前定义的算例获取关于运动和约束的信息。

在操作之前，先介绍一些用于优化分析的术语：

1）变量。即在模型中可以更改的数值，可使用参数来定义。

2）约束。约束用于定义位移、速度等的允许范围，可以定义最小和最大值。约束缩小了优化的空间。注意，一个优化算例有两个可能的结果：第一个是触及了设计变量的范围。当设计变量触及变量的允许范围时，优化设计便位于设计变量的边界。第二个可能的结果是满足了约束。此时优化设计位于临界的约束边界。临界约束参考的是激活的约束。例如，位移达到了它的限制范围。

3）目标。也称之为优化准则或优化目标，即定义优化的目标。

步骤11 生成一个设计算例

单击CommandManager中【评估】选项卡中的【设计算例】图标。也可以从【插入】菜单中选择【设计算例】。将【设计算例1】重新命名为“Chair Optimization”。设计算例的界面出现在屏幕的底部。它提供了两个视图样式：

● 变量视图：以非表格的形式输入参数。

● 表格视图：显示每个变量不连续的一组数值。

4）整体变量。整体变量指的是可以用于方程式中的一个数值或一个模型尺寸。一个模型中所有的整体变量显示在FeatureManager中的【方程式】目录下。在一个优化算例中，一个驱动系统的整体变量可以用作一个【变量】。而一个从动系统的整体变量可以用做一个【约束】。更多信息，请参见SolidWorks在线帮助。

步骤12 定义参数并添加为变量

在【变量视图】中，单击【变量】下方的【添加变量】。系统将自动打开【参数】对话框。在【类别】中，选择【整体变量】。在【参考】中，选择【整体变量】为【Scissor_length=0.5】。【数值】域将自动显示“0.5”，而【链接】域中将显示“∗”，表明它隶属于一个模型尺寸或方程式。在【名称】中输入“Scissor_length”，单击【应用】按钮，如图7-10所示。单击【确定】按钮以关闭【参数】对话框。

图7-10 定义变量1

在下拉列表中指定【范围】，并在【最小】和【最大】值中分别输入“0.400000”和“0.600000”，如图7-11所示。

步骤13 定义变量并输入数值

添加第二个变量，定义参数名称为“Scissor_height”，在【整体变量】中选择【Scissor_height=0.2】。

图7-11 输入最大最小数值

在【范围】的【最小】和【最大】值中分别输入“0.150000”和“0.300000”。

添加第三个变量，定义参数名称为“Piston_offset”，在【整体变量】中选择【Piston_off-set=0.5】。

在【范围】的【最小】和【最大】值中分别输入“0.500000”和“0.700000”，如图7-12所示。到此已经完成了对设计算例中变量的定义。

步骤14 定义约束

从【约束】的下拉菜单中，选择【Min Displacement】作为第一个约束。从下拉列表中，选择【小于】并输入数值“0.375m”。

图7-12 定义变量2

选择【Max Displacement】作为第二个约束。选择【大于】并输入数值“0.600000”。两个约束将自动加载参考算例Chair Motion，如图7-13所示。这样便完成了设计算例中对约束的定义。

图7-13 定义约束

步骤15 定义目标

从【目标】的下拉菜单中，选择【MotorForce】作为目标，并选择【最小化】。同样，参考算例被自动设置为Chair Motion，如图7-14所示。

(www.xing528.com)

图7-14 定义目标

步骤16 设计算例选项

单击【设计算例选项】图标，选择【高质量（较慢）】选项，如图7-15所示。

步骤17 运行设计算例

单击【运行】按钮，如图7-16所示。

图7-15 定义设计算例属性

图7-16 运行算例

提示

确保勾选了【优化】复选框。

步骤18 优化设计

当算例完成时，【结果视图】选项卡处于激活状态，设计算例对话框显示的是全局结果。设计算例通过15个步骤才得到一个收敛解，如图7-17所示。

对每个特定的迭代，都可以看到每个变量、约束和目标的数值。绿色栏显示的是优化设计，红色栏意味着迭代还未满足所有设计约束。

图7-17 结果视图

步骤19 最终设计

在表格第一行，如果单击【初始】、【优化】或任何一个迭代，都会显示模型的结果。通过显示这些图解，可以比较优化之前、优化之后和优化过程中的模型。

在这个优化设计中，剪刀架的长度由0.5m降到0.402258m。剪刀架的高度由0.2m升至0.228616m，活塞的偏移量由0.5m升至0.697327m，如图7-18所示。

图7-18 结果对比

步骤20 检查优化结果

通过单击对应的栏目，用户可以查看每个迭代的结果。单击【优化】栏，涉及的运动算例将会更新，以反映这次优化设计。

单击Chair Motion算例选项卡，显示马达力的图解，如图7-19所示。

图7-19 查看图解

所需的力从2106N降至1477N，大约降低了30%。

注意

在继续下一步之前，SolidWorks模型的几何体已经发生了改变。优化分析不应该发生在要生成的零件文件上，而应该基于零件或装配体的本地复制的文件进行。

步骤21 保存并关闭文件