一个结构系统的响应、模态频率和质量等参数是构成系统的每个部分的属性决定的，例如一个系统的模态是由构成该系统的每个部分的材料、单元厚度、梁单元的面积等属性决定的。但是每个属性对系统的影响程度是不一样的，改变同样大小的属性的量，有的影响大，有的影响小。灵敏度分析可以帮助设计工程师判断哪些属性对系统某个性能影响大，从而帮助工程师提出最好的解决方案，进一步优化系统的性能。
设计优化是为满足特定优选目标如最小重量、最大第一阶固有频率或最小噪声级等的综合设计过程。这些优选目标称之为设计目标或目标函数。优化实际上含有折中的含义，例如结构设计更轻就要用更少的材料，但这样一来结构就会变得脆弱，因此就要限制结构件在最大许用应力下或最小失稳载荷下等的外形及厚度尺寸。类似地，如果要保证结构的安全性就要在一些关键区域增加材料，但同时也意味着结构会加重。最大或最小许用极限限定被称之为约束。
设计变量是一组在设计过程中为了产生一个优化设计可以不断改变的参数。通常设计变量包含形状和尺寸两大部分。形状设计变量（如边长、半径等）直接与几何形状有关，在设计过程中可改变结构的外形尺寸；尺寸设计变量（如板厚、凸缘、腹板等）则一般不与几何形状直接发生关系，也不影响结构的外形尺寸。设计优化意味着有在满足约束的前提下产生最佳设计的可能性。
优化过程由设计灵敏度分析及优化两大部分组成，可对静力、模态、屈曲、瞬态响应、频率响应、气动弹性和颤振分析进行优化。有效的优化算法允许在大模型中存在上百个设计变量和响应，特点如下：
①设计变量连接：多个设计变量可链接在一起。
②近似方法：提供三种方法。
③强大的优化算法：提供三种方法。(www.xing528.com)
④约束的删除和重新安排：只有临界约束被保留。
⑤重启动：优化分析可从一个完整的周期开始而且继续下去。
⑥可调整的收敛精度和改变极限：为了更快收敛。
⑦稀疏矩阵求解器：速度快，所需磁盘空间小。
除了具有这种用于结构优化和零部件详细设计过程的形状和尺寸优化设计的能力外，有些软件又集成了适用于产品概念设计阶段的拓扑优化功能，以最小平均柔度或指定阶数的最大特征频率、计算频率与指定频率的最小频率差为目标函数，在一定体积约束下，寻找最优的孔洞尺寸和壳体或实体单元的方向厚度，可用于静力和模态分析的拓扑形状优化。
免责声明：以上内容源自网络，版权归原作者所有，如有侵犯您的原创版权请告知，我们将尽快删除相关内容。
