使用ANSYS进行六角钢盘的优化设计

"该资源是关于使用ANSYS进行优化设计的教程，特别是针对励磁器的健壮设计。教程中提到的分析对象包括铁芯内腿厚度（由R1尺寸控制）、对称轴、线圈、电枢和铁芯回路，并考虑了材料属性可能的变化（由因子MatFact控制）。此外，还提供了一个具体的优化设计案例，即六角钢盘的轻量化设计，允许改变厚度t1和过渡圆角半径fil，以在承受50MPa拉伸载荷的同时，确保最大冯密塞斯应力不超过150MPa。" 在ANSYS的优化设计流程中，首先，我们需要定义分析对象和其关键参数。在本例中，铁芯内腿的厚度R1是一个关键的设计变量，因为它直接影响到励磁器的性能。材料属性的不确定性，如通过因子MatFact表示的，是健壮设计需要考虑的重要因素，因为它会影响结构的响应。 接着，教程进入六角钢盘的优化设计步骤。首先，我们启动ANSYS，加载先前创建的分析文件(hexplate.lgw)，以便设置初始设计条件。然后，我们需要定义优化变量，包括设计变量T1（代表厚度t1）和状态变量FIL（代表过渡圆角半径fil），它们的最小值和最大值分别设定为20.5mm和40mm，以及5mm和15mm。 在定义状态变量时，我们创建了一个名为SMAX的变量，用于限制结构的最大冯密塞斯应力不超过150MPa。目标函数被设置为VTOT，这意味着总的体积或重量是最优解的追求目标，而TOLER=1.0表示优化过程的容差。 接下来，我们设置运行时控制，确保在优化过程中保存结果。这可以通过更改OPKEEP设置为“Save”来实现。最后，选择优化方法，这里选择了子问题方法（Sub-Problem）进行优化。 通过以上步骤，我们可以使用ANSYS的优化设计工具，对六角钢盘进行轻量化设计，同时保证其在承受50MPa拉伸载荷下的结构稳定性，确保最大应力不超过150MPa的限制。这个过程展示了如何结合实际工程问题，利用ANSYS软件进行参数化设计和优化，以达到最佳设计性能，同时考虑到材料属性的不确定性，实现更健壮的设计方案。