1、 ISIGHT工程優化分析工程優化分析 機械工程機械工程多學科集成優化技術多學科集成優化技術ISIGHT 簡 介 多學科集成優化技術多學科集成優化技術 ISIGHT是美國Engineous公司出品的過程集成、優化設計和穩健性設計的軟件，可以將數字技術、推理技術和設計探索技術有效融合，并把大量的需要人工完成的工作由軟件實現自動化處理，在多學科優化類軟件中市場知名度和占有率均居第一位，占有55的市場份額。ISIGHT軟件可以集成仿真代碼并提供設計智能支持，從而對多個設計可選方案進行評估，研究，大大縮短了產品的設計周期，顯著提高。 1of18ISIGHT 包含的設計方法2of18優化設計 試驗設計質

2、量工程逼近計算ISIGHT工作原理簡介工作原理簡介 3of18 基于數值分析軟件的結構和工作過程，在進行數值分析的時候，可以通過修改模擬計算模塊的輸入文件來完成模型的修改，iSIGHT正是基于這種原理工作的。iSIGHT通過一種搭積木的方式快速集成和耦合各種仿真軟件，將所有設計流程組織到一個統一、有機和邏輯的框架中，自動運行仿真軟件，并自動重啟設計流程，使整個設計流程實現全數字化和全自動化。 iSIGHT集成優化的一般過程 4of18ISIGHT軟件界面與菜單介紹5of18編輯菜單 文件菜單 主菜單由如下菜單組成： 文件（File）編輯（Edit）視圖（View）控制（Control）執行（E

3、xection）工具（Tool）幫助（Help） ISIGHT軟件主菜單主菜單 單梁起重機結構優化設計 工程實例分析6of18 近幾十年來，起重機在設計和制造方面都有了很大的改進，尤其是隨著有限元等數值仿真軟件的出現，在結構設計方面已經從靜態分析擴展到動態分析，有限元法優化設計等新的計算技術也得到了廣泛應用。 單梁起重機結構優化設計單梁起重機結構優化設計分析模型分析模型7of18 單梁起重機即為本案例的分析對象，它由橋架、大車運行機構、電動葫蘆及電氣設備等部分組成。工作時，橋架沿車梁上的起重機軌道運行，通過電葫蘆來完成物體的升降及沿主梁方向平移。該型號起重機額定載重為20KN，主梁跨距為L=3

4、m，主梁截面尺寸如圖。集成軟件集成軟件8of18 本案例選擇大型通用軟件ANSYS11.0進行強度校核分析。 可以在ANSYS 中建立主梁的幾何模型， 并對其劃分網格單梁起重機結構優化設計單梁起重機結構優化設計9of181、目標函數選擇、目標函數選擇 根據要求質量應該是最終的目標函數，在主梁跨距一定的情況下截面面積與質量成正比，所以優化時選取截面面積A 作為目標函數，其與有優化變量如下關系式成立： A=wl x tl + t2 +w3 x t3 單梁起重機結構優化設計單梁起重機結構優化設計2、優化模型 主梁優化問題可以用以下的線性規劃模型表示： x 是設計變量，為工字梁截面尺寸參數；F 是目標

5、函數，為梁截面面積；g 是優化問題必須滿足的不等式約束，它為梁的撓度。10 of18單梁起重機結構優化設計單梁起重機結構優化設計3、優化算法的選擇 這里采用Modified Method of Feasible Directions 優化方法對本分析問題進行了優化分析 。11 of18單梁起重機結構優化設計單梁起重機結構優化設計1、輸入文件分析、輸入文件分析 輸入文件格式及優化變量在其中的位置如6.7所述。由于設計變量定義在文件的開始，并且每一個設計變量值前面都有“=”，所以通過搜索的方式讓光標移到相應的變量前，再進行替換操作，相關設置如圖12 of182、參數計算、參數計算 在參數運算之前，

6、首先需要定義梁截面面積參數AREA。 點擊過程集成界面工作欄上的參數按鈕 ，則彈出如圖所示對話框。點擊圖中的“Add”按鈕，參數“OBJ”下面的一行被激活，用戶可以在“Task Task1”一欄中輸入所添加變量的名稱“AREA”，然后確認返回過程集成界面。 參數添加參數添加 參數計算設置參數計算設置 13 of183、優化建模、優化建模 在參數設置窗口（Parameters）中，設定優化變量的區間范圍和目標函數，如圖14 of18單梁起重機結構優化設計單梁起重機結構優化設計4、優化任務設置 這里采用Modified Method of Feasible Directions優化方法對本分析問題進行了優化分析，相應設置如圖。15 of18單梁起重機結構優化設計單梁起重機結構優化設計 經過迭代求解后的優化結果，如表所示。 優化結果優化結果 16 of18 通過表可以看出，經過優化后主梁的承載能力得到最大程度地利用，同時主梁的重量下降62%。 17 of18單梁起重機結構優化設計單梁起重機結構優化設計 本章通過ISIGH集成ANSYS11.0軟件對起重機的主梁進行優化。優化過程中由于主梁重量信息并沒有明確體現在輸