使用ANSYS Workbench进行结构优化：DesignExploration实例解析

"ansys-workbench优化实例演示了如何在Workbench环境中使用DesignExploration模块进行结构优化，包括定义目标、设置边界条件、创建模型、指定输入和输出参数、执行DOE分析以及解读结果。" 在ANSYS Workbench中，DesignExploration是一个强大的工具，用于进行设计优化和多学科分析。在这个实例中，我们关注的是如何利用DesignExploration来进行DOE（Design of Experiments）分析，这是一种统计方法，用于探索设计空间并确定输入变量对输出响应的影响。 首先，我们需要在DesignModeler中构建几何模型。在这个例子中，模型被称为"ds_cutout"，它包含了一些关键的几何参数，比如"Bearingload"，这是轴承载荷，这将是我们的一个输入参数。同时，我们关注的输出参数包括质量（Mass）、等效应力（Equivalent stress）和整体变形（Total deformation）。 接下来，我们打开ParameterSet来定义和检查所有的输入和输出参数。在这里，我们确保正确设置了模型参数的范围，例如，"ds_cutout"的值在4.5到5.5之间，而"Bearingload"的值在9到11之间。 然后，我们启动DOE分析，通过双击"ResponseSurface"。DOE大纲会显示所选的输入和输出参数。在选择参数的过程中，我们定义了设计变量的类型（连续变量）以及它们的上下限。 选择了中心组合设计（Central Composite Design）作为默认的DOE类型，这是一种常用的设计方法，能够有效地覆盖设计空间并估计二次响应曲面。接着，我们查看和更新设计点，这些点将被用来执行分析。 在分析过程中，我们可以通过ShowProgress来跟踪进度，并在完成后查看结果。设计点的表格提供了9个不同的工况，每个工况对应一组输入参数。为了理解这些工况如何影响输出响应，我们选择显示整体变形与设计点的关系曲线，这样可以直观地看出参数变化对变形的影响。 通过这样的步骤，我们可以对结构进行优化，找到最佳的设计参数组合，以达到最小化质量、控制等效应力和限制整体变形的目标。这一过程不仅适用于结构优化，也可以应用于其他工程问题，例如热管理、流体动力学和电磁学等领域，是工程设计中不可或缺的一部分。