7.3設(shè)計優(yōu)化分析設(shè)計優(yōu)化分析允許不限數(shù)量的設(shè)計變量和用戶自定義的目標(biāo)函數(shù)、約束和響應(yīng)方程,除了輸入大家所熟知的"分析模型"之外,還需要輸入"設(shè)計模型"。設(shè)計模型是一個用設(shè)計變量和結(jié)構(gòu)響應(yīng)值以數(shù)學(xué)方式來描述的一個優(yōu)化問題不僅與分析模型有關(guān),并且也與這個分析模型的結(jié)構(gòu)響應(yīng)有關(guān)。先依用戶提供的初始設(shè)計開始進行結(jié)構(gòu)分析,獲得結(jié)構(gòu)響應(yīng)(如應(yīng)力、位移、固有頻率等)后,確定設(shè)計變量對結(jié)構(gòu)響應(yīng)的靈敏度,這些靈敏度數(shù)據(jù)被送入一個數(shù)值優(yōu)化求解過程以得到一個改進了的設(shè)計。在這個新設(shè)計的基礎(chǔ)上,修改分析模型開始一個新的迭代優(yōu)化循環(huán)過程直到滿足優(yōu)化設(shè)計要求。MSC.NASTRANV70中設(shè)計優(yōu)化分析允許刪除不起作用約束,使優(yōu)化過程效率提高。MSC.NASTRAN的優(yōu)化功能幾經(jīng)重大改進并實現(xiàn)了形狀優(yōu)化,成為強大的多物理過程的優(yōu)化工具。優(yōu)化涉及多種分析類型如:靜力優(yōu)化、特征值優(yōu)化、屈曲優(yōu)化、直接/模態(tài)頻率優(yōu)化、氣彈和顫振優(yōu)化、聲學(xué)(噪聲)優(yōu)化、超單元優(yōu)化分析等。除此之外,用戶還可根據(jù)自己的設(shè)計要求和優(yōu)化目標(biāo),在軟件中方便地寫入自編的公式或程序進行優(yōu)化設(shè)計。合肥工程MSC軟件產(chǎn)品介紹Nastran能解決復(fù)雜結(jié)構(gòu)的噪聲、流體結(jié)構(gòu)耦合、氣動彈性、保密模型裝配、無約束結(jié)構(gòu)靜強度、拓?fù)鋬?yōu)化問題。
水彈性流體單元法該方法通常用來求解具有結(jié)構(gòu)界面、可壓縮性及重力效應(yīng)的***流體問題。水彈性流體單元法可用于標(biāo)準(zhǔn)的模態(tài)分析、瞬態(tài)分析、復(fù)特征值分析和頻率響應(yīng)分析。當(dāng)流體作用于結(jié)構(gòu)時,要求必須指出耦合界面上的流體節(jié)點和相應(yīng)的結(jié)構(gòu)節(jié)點。自由度在結(jié)構(gòu)模型中是位移和轉(zhuǎn)角,而在流體模型中則是在軸對稱坐標(biāo)系中調(diào)和壓力函數(shù)的傅利葉系數(shù)。類似于結(jié)構(gòu)分析,流體模型產(chǎn)生"剛度"和"質(zhì)量"矩陣,但具有不同的物理意義。載荷、約束、節(jié)點排序或自由度凝聚不能直接用于流體節(jié)點上。虛質(zhì)量法虛質(zhì)量法主要用于以***-固耦合問題的分析:結(jié)構(gòu)沉浸在一個具有自由液面的無限或半無限液體里。容器內(nèi)盛有具有自由液面的不可壓縮液體。以上二種情況的組合,如船在水中而艙內(nèi)又裝有不充滿的液體。用結(jié)構(gòu)單元來描述,這個模型可以是一邊或二邊被同一液體或不同液體所浸潤。忽略液面重力效應(yīng)。這種近似處理對于結(jié)構(gòu)頻率高于液體晃動頻率是有效的。該分析假設(shè)液體密度是常量(無層間變化),流體是無旋的(無粘性),并且是穩(wěn)定的(如同空氣動力中一樣),同時是線性的。
6.8多級超單元分析超單元分析是求解大型問題一種十分有效的手段,特別是當(dāng)工程師打算對現(xiàn)有結(jié)構(gòu)件做局部修改和重分析時。超單元分析主要是通過把整體結(jié)構(gòu)分化成很多小的子部件來進行分析,即將結(jié)構(gòu)的特征矩陣(剛度、傳導(dǎo)率、質(zhì)量、比熱、阻尼等)壓縮成一組主自由度類似于子結(jié)構(gòu)方法,但較其相比具有更強的功能且更易于使用。子結(jié)構(gòu)可使問題表達簡單、計算效率提高、計算機的存儲量降低。超單元分析則在子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加了重復(fù)和鏡像映射和多層子結(jié)構(gòu)功能,不僅可單獨運算而且可與整體模型混合使用,結(jié)構(gòu)中的非線性與線性部分分開處理可以減小非線性問題的規(guī)模。應(yīng)用超單元工程師*需對那些所關(guān)心的受影響大的超單元部分進行重新計算,從而使分析過程更經(jīng)濟、更高效,避免了總體模型的修改和對整個結(jié)構(gòu)的重新計算。MSC.NASTRAN優(yōu)異的多級超單元分析功能在大型工程項目國際合作中得到了***使用,如飛機的發(fā)動機、機頭、機身、機翼、垂尾、艙門等在**終裝配出廠前可由不同地區(qū)和不同國家分別進行設(shè)計和生產(chǎn),此間每一項目分包商不但可利用超單元功能**進行各種結(jié)構(gòu)分析,而且可通過數(shù)據(jù)通訊在某一地利用模態(tài)綜合技術(shù)通過計算機模擬整個飛機的結(jié)構(gòu)特性。Actran TM是分析與優(yōu)化航空發(fā)動機渦輪機 械聲輻射問題的優(yōu)先工具。
ADAMS考察多種機械系統(tǒng)設(shè)計方案。常州MSC軟件-adams
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