运用ansysworkbench快速优化设计
ansys workbench中apdl的用法
ANSYS Workbench中的APDL（ANSYS Parametric Design Language）是一种参数化设计语言，用于在ANSYS软件中自动化建模和求解过程。
以下是APDL的一些用法：
1. 创建模型：使用APDL可以创建各种类型的模型，包括结构、流体动力学、电磁等。
在创建模型时，可以通过定义参数、约束条件和载荷等来自动化建模过程。
2. 优化设计：APDL可以用于优化设计，通过调整参数、约束条件和载荷等，获得最佳的设计方案。
3. 自动化求解：使用APDL可以自动化求解过程，包括网格划分、求解设置、结果后处理等。
4. 批处理操作：通过APDL，可以对一组模型进行批处理操作，例如批量分析、批量结果后处理等。
5. 自定义功能：使用APDL可以自定义功能，例如创建自定义的命令流、宏等，扩展ANSYS软件的功能。
在使用APDL时，需要注意以下几点：
1. 学习APDL需要一定的编程基础和数学知识。
2. 在使用APDL之前，需要了解ANSYS软件的基本操作和功能。
3. 在编写APDL脚本时，需要注意语法错误和逻辑错误，并进
行充分的测试和验证。
4. 在使用APDL进行复杂模型的分析时，需要注意计算资源和内存的分配，以确保计算过程的稳定性和效率。
基于ANSYS Workbench的电压力锅有限元分析及优化设计
包 装 设 计⑨
图３ 一 ｌ 三 维 模 型
图３ — ２网格 划 分
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（ ３） 参数 化 ： Ｗｏ ｒ ｋ ｂ ｅ ｎ ｃ ｈ 对ＣＡＤ系 统 的 火 系小 寻 常 。
三 、有 限 元优 化 分析
（ 一 ）建 立 产 品三 维 模 型
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学会使用AnsysWorkbench进行有限元分析和结构优化
学会使用AnsysWorkbench进行有限元分析和结构优化Chapter 1: Introduction to Ansys WorkbenchAnsys Workbench是一款广泛应用于工程领域的有限元分析和结构优化软件。
它的功能强大，能够帮助工程师在设计过程中进行力学性能预测、应力分析以及结构优化等工作。
本章节将介绍Ansys Workbench的基本概念和工作流程。
1.1 Ansys Workbench的概述Ansys Workbench是由Ansys公司开发的一套工程分析软件，主要用于有限元分析和结构优化。
它集成了各种各样的工具和模块，使得用户可以在一个平台上进行多种分析任务，如结构分析、热分析、电磁分析等。
1.2 Ansys Workbench的工作流程Ansys Workbench的工作流程通常包括几个基本步骤：（1）几何建模：通过Ansys的几何建模功能，用户可以创建出需要分析的结构的几何模型。
（2）加载和边界条件：在这一步骤中，用户需要为结构定义外部加载和边界条件，如施加的力、约束和材料特性等。
（3）网格生成：网格生成是有限元分析的一个关键步骤。
在这一步骤中，Ansys Workbench会将几何模型离散化为有限元网格，以便进行分析计算。
（4）材料属性和模型：用户需要为分析定义合适的材料属性，如弹性模量、泊松比等。
此外，用户还可以选择适合的分析模型，如静力学、动力学等。
（5）求解器设置：在这一步骤中，用户需要选择适当的求解器和设置求解参数，以便进行分析计算。
（6）结果后处理：在完成分析计算后，用户可以对计算结果进行后处理，如产生应力、位移和变形等结果图表。
Chapter 2: Finite Element Analysis with Ansys Workbench本章将介绍如何使用Ansys Workbench进行有限元分析。
我们将通过一个简单的示例，演示有限元分析的基本步骤和方法。
005_应用ANSYS WORKBENCH完成翼型叶片的设计及优化
应用ANSYS Workbench完成翼型叶片的设计及优化[李琼][华侨大学，361021][ 摘要] 本文介绍利用ANSYS Workben产品，对风扇叶片进行设计和效率优化，并分析其相比传统设计方法的优势。
该设计过程使用了该平台提供的Bladegen , Turbogrid, CFX, AnsysMechanical模块分别进行了叶片设计，网格划分，流体分析以及结构分析。
基于该平台的工具集成仿真环境，使得上述各个模块间的数据传递很容易实现；并且在任一数据被修改后，相应的模型和分析结果可以很方便地被更新，因而整个设计分析过程和传统方法相比极为简便，高效，并且能避免许多人为失误。
[ 关键词]叶片设计，空气动力学分析，流固耦合分析，效率优化Airfoil blade design with ANSYS Workbench[Qiong Li][Huaqiao University, 361021][ Abstract ] The process for airfoil blade design and efficiency optimization by using ANSYS Workbench is presented. Bladegen, Turbogrid, CFX and ANSYS mechanical are applied for blade shapedesign, meshing, aero dynamic analysis and structural analysis respectively. The designand optimization process is greatly simplified as well as the reliability is ensured with theadvantage of the workbench’s compatible simulation environment.[ Keyword ] aero dynamics, efficiency optimization, solid-fluid analysis1前言(背景介绍)为了降低使用成本，提高产品竞争力，风扇类产品的设计除了要使其满足特定工况，如流量，压升，强度等，还要通过优化使其效率最大化。
基于ANSYS Workbench的T形结构优化设计
基于ANSYS Workbench的T形结构优化设计作者：张召颖张帆邹洵张国胜马保平来源：《计算机辅助工程》2019年第03期摘要：针对T形结构传统设计周期长、材料利用率低、设计成本高等问题，使用SolidWorks建立数字模型，将其转换成ANSYS Workbench可读的格式文件，进行拓扑优化设计。
对T形结构在载荷作用下进行最优化设计，建立以单元材料密度为设计变量，以结构最小柔顺度为目标函数，以质量减少百分比为约束函数的数学模型。
采用ANSYS Workbench的Topology Optimization模塊进行拓扑优化设计，对比优化前、后结构的应力和变形，可知运用拓扑优化技术实现T形结构的轻量化设计合理有效。
关键词：T形结构; 拓扑优化; 密度; 柔顺度; 有限元中图分类号：TH131.9; TB115.1文献标志码：BTshape structure optimization designbased on ANSYS WorkbenchZHANG Zhaoying ZHANG Fan ZOU Xun ZHANG Guosheng MA Baoping（School of Mechanical and Automotive Engineering Shanghai University of Engineering Science Shanghai 201620 China）Abstract：As to the issuesthat the design cycle ofthe traditional design of Tshape structure is long the material utilization ratio is low and the design cost is high a digital model is built using SolidWorks the model is converted to the readable format file of ANSYS Workbench and the topology optimizationdesign is performed. The optimal design of Tshape structure under load is carried out. A mathematicalmodel is built in which the unit material density is design variable the minimum structural compliance is objective function and the percentage of mass reduction is constraint function. The topology optimization design is carried out using Topology Optimization module of ANSYS Workbench. The stress and deformation of optimized structure is compared with the initial one. The results show that the lightweight design of Tshape structure using topology optimization technology is reasonable and effective.Key words：Tshape structure; topology optimization; density; compliance; finite element0;引;言结构优化设计是20世纪60年代发展起来的一门新兴学科，其将数学中的最优化理论与工程设计结合[1]，运用计算机大规模处理技术，可以在众多方案中找到最优的设计方案，使结构设计使用最少的材料、采用最经济的制造方案实现结构的最佳性能。
005_应用ANSYS WORKBENCH完成翼型叶片的设计及优化
应用ANSYS Workbench完成翼型叶片的设计及优化[李琼][华侨大学，361021][ 摘要] 本文介绍利用ANSYS Workben产品，对风扇叶片进行设计和效率优化，并分析其相比传统设计方法的优势。
该设计过程使用了该平台提供的Bladegen , Turbogrid, CFX, AnsysMechanical模块分别进行了叶片设计，网格划分，流体分析以及结构分析。
基于该平台的工具集成仿真环境，使得上述各个模块间的数据传递很容易实现；并且在任一数据被修改后，相应的模型和分析结果可以很方便地被更新，因而整个设计分析过程和传统方法相比极为简便，高效，并且能避免许多人为失误。
[ 关键词]叶片设计，空气动力学分析，流固耦合分析，效率优化Airfoil blade design with ANSYS Workbench[Qiong Li][Huaqiao University, 361021][ Abstract ] The process for airfoil blade design and efficiency optimization by using ANSYS Workbench is presented. Bladegen, Turbogrid, CFX and ANSYS mechanical are applied for blade shapedesign, meshing, aero dynamic analysis and structural analysis respectively. The designand optimization process is greatly simplified as well as the reliability is ensured with theadvantage of the workbench’s compatible simulation environment.[ Keyword ] aero dynamics, efficiency optimization, solid-fluid analysis1前言(背景介绍)为了降低使用成本，提高产品竞争力，风扇类产品的设计除了要使其满足特定工况，如流量，压升，强度等，还要通过优化使其效率最大化。
ansysworkbench优化实例
作业1实验设计Design ExplorationTraining Manual 1•Goal目标–演示Design ExplorationDesign Exploration中进行DOE分析的流程，并且建立响应图；–边界条件如图所示Design Modeler ds_cutout–在Design Modeler中建立模型输入参数：ds_cutout –从中得到的几何参数Bearing load（轴承载荷）输出参数：Mass（质量）Equivalent stress（等效应力）Total deformation（整体变形）Training Manual12Parameter Set 检查所有1. File>Open>Link1.dsdb1. 双击Parameter Set ，检查所有输入和输出参数。
2输入参数输出参数3. 返回到项目中31Training Manual4. 双击“Response Surface”启动DOE分析45. 双击DOEDOE 大纲给出了输入和输出DOE参数51Training Manual6. 在Outline of Design of Experiments中点击选择参数67. 在特性中定义设计变量的类型和上下限。
Ds-cutout，4.5-5-5.5上的连续变量。
78. Bearing load（负载），9-10-1111 上的连续变量8Training Manual19. 选择DOE –默认的DOE 类型是中心组合设计（Central Composite Design ）910. 查看和更新设计点1011. 点击Show Progress 展开状态栏11Training Manual1DOE 的表中的给出了9个设计点131312. 选择显示整体变形对应设计点的关系曲线12. 点击Design Points vs Parameter1Training Manual1414. 返回到项目页（ProjectPage）15. 双击ResponseSurface1516. 更新ResponseSurface17. 双击Response17 16Training Manual118. 选择二维模式，如图设置X ，Y 轴1819.选择三维模式，如图设置X ，Y 和Z 轴191Training Manual 20. 点击spider 和local sensitivities 显示图表20Training Manual121. 在响应面上点击鼠标右键选择Insert as Response Point ，将其插入到响应点22. 在需要的响应点上点击鼠标右键选择Insert as Design Point ，将其插入到设计点21其插到设计点22响应点不能和此处给出的一样！Training Manual123. 返回到Project Page2324. 双击Parameter set25. 更新所有设计点242526. 在DP1上点击鼠标右键选择Copy inputs to current 和Updated selected Design Point回到2627. 返回到Project Page271Training Manual28. 双击Solution28检查力学结果作业2What if分析多目标优化设计Training Manual•Goal （目标）–使用参数管理器探索如图所示结构的应力、质量和变形行为因为在垂直载荷的作用下几何参数是在发形行为，因为在垂直载荷的作用下，几何参数是在发生变化的。
ANSYS课程论文：运用ANSYSWorkbench优化设计-图文
题目:运用ANSYS Workbench优化设计课程:CAE/CFD分析基础院系:化工与能源学院专业:安全工程二班:辉学号:指导教师:周俊杰大学2011年12月25日运用ANSYS Workbench优化设计摘要:优化设计是工程界较为关注的领域,本文阐述了ANSYS软件设计优化程序的原理及具体设计步骤。
并举了一个实例。
结果表明,基于ANSYS的合理结构设计能够在满足安全性的前提下节省材料,获得很大的经济效率。
一、前言ANSYS系列软件是融合结构、热、流体、电磁、声于一体的大型通用多物理场有限元分析软件,在我国广泛应用于航空航天、船舶、汽车、土木工程、机械制造等行业。
ANSYS Workbench Environment (AWE是ANSYS公司开发的新一代前后处理环境,并且定为于一个CAE协同平台,该环境提供了与CAD软件及设计流程高度的集成性,并且新版本增加了ANSYS很多软件模块并实现了很多常用功能,使产品开发中能快速应用CAE技术进行分析,从而减少产品设计周期、提高产品附加价值。
现今,对于一个制造商,产品质量关乎声誉、产品利润关乎发展,所以优化设计在产品开发中越来越受重视,并且方法手段也越来越多。
从易用性和高效性来说AWE下的DesignXplorer模块为优化设计提供了一个几乎完美的方案,CAD模型需改进的设计变量可以传递到AWE环境下,并且在DesignXplorer/VT下设定好约束条件及设计目标后,可以高度自动化的实现优化设计并返回相关图表,本文将结合实际应用介绍如何使用Pro/E和ANSYS软件在AWE环境下如何实现快速优化设计过程。
二、优化方法与CAE在保证产品达到某些性能目标并满足一定约束条件的前提下,通过改变某些允许改变的设计变量,使产品的指标或性能达到最期望的目标,就是优化方法。
例如,在保证结构刚强度满足要求的前提下,通过改变某些设计变量,使结构的重量最轻最合理,这不但使得结构耗材上得到了节省,在运输安装方面也提供了方便,降低运输成本。
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运用A N S Y S
W o r k b e n c h快速优化
设计
-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN
运用ANSYS Workbench快速优化设计
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摘要：从易用性和高效性来说AWE下的DesignXplorer/VT模块为优化设计提供了一个几乎完美的方案，CAD模型需改进的设计变量可以传递到AWE环境下，并且在DesignXplorer/VT下设定好约束条件及设计目标后，可以高度自动化的实现优化设计并返回相关图表。
本文将结合实际应用介绍如何使用
Pro/E和ANSYS软件在AWE环境下如何实现快速优化设计过程。
关键词：有限元分析、集成、ANSYS Workbench
1 前言
ANSYS系列软件是融合结构、热、流体、电磁、声于一体的大型通用多物理场有限元分析软件，在我国广泛应用于航空航天、船舶、汽车、土木工程、机械制造等行业。
ANSYS Workbench Environment（AWE）是ANSYS 公司开发的新一代前后处理环境，并且定为于一个CAE协同平台，该环境提供了与CAD软件及设计流程高度的集成性，并且新版本增加了ANSYS很多软件模块并实现了很多常用功能，使产品开发中能快速应用CAE技术进行分析，从而减少产品设计周期、提高产品附加价值。
现今，对于一个制造商，产品质量关乎声誉、产品利润关乎发展，所以优化设计在产品开发中越来越受重视，并且方法手段也越来越多。
从易用性和高效性来说AWE下的DesignXplorer/VT模块为优化设计提供了一个几乎完美的
方案，CAD模型需改进的设计变量可以传递到AWE环境下，并且在DesignXplorer/VT下设定好约束条件及设计目标后，可以高度自动化的实现优化设计并返回相关图表，本文将结合实际应用介绍如何使用Pro/E和ANSYS 软件在AWE环境下如何实现快速优化设计过程。
2 优化方法与CAE
在保证产品达到某些性能目标并满足一定约束条件的前提下，通过改变某些允许改变的设计变量，使产品的指标或性能达到最期望的目标，就是优化方法。
例如，在保证结构刚强度满足要求的前提下，通过改变某些设计变量，使结构的重量最轻最合理，这不但使得结构耗材上得到了节省，在运输安装方面也提供了方便，降低运输成本。
再如改变电器设备各发热部件的安装位置，使设备箱体内部温度峰值降到最低，是一个典型的自然对流散热问题的优化实例。
在实际设计与生产中，类似这样的实例不胜枚举。
优化作为一种数学方法，通常是利用对解析函数求极值的方法来达到寻求最优值的目的。
基于数值分析技术的CAE方法，显然不可能对我们的目标得到一个解析函数，CAE计算所求得的结果只是一个数值。
然而，样条插值技术又使CAE中的优化成为可能，多个数值点可以利用插值技术形成一条连续的可用函数表达的曲线或曲面，如此便回到了数学意义上的极值优化技术上来。
样条插值方法当然是种近似方法，通常不可能得到目标函数的准确曲面，但利用上次计算的结果再次插值得到一个新的曲面，相邻两次得到的曲面的距离会越来越近，当它们的距离小到一定程度时，可以认为此时的曲面可以代表目标曲面。
那么，该曲面的最小值，便可以认为是目标最优值。
以上就是CAE方
法中的优化处理过程。
一个典型的CAD与CAE联合优化过程通常需要经过以下的步骤来完成：?
1、参数化建模：利用CAD软件的参数化建模功能把将要参与优化的数据（设计变量）定义为模型参数，为以后软件修正模型提供可能。
?
2、CAE求解：对参数化CAD模型进行加载与求解?
3、后处理：约束条件和目标函数（优化目标）提取出来供优化处理器进行优化参数评价。
?
4、优化参数评价：优化处理器根据本次循环提供的优化参数（设计变量、约束条件、状态变量及目标函数）与上次循环提供的优化参数作比较之后确定该次循环目标函数是否达到了最小，或者说结构是否达到了最优，如果最优，完成迭代，退出优化循环圈，否则，进行下步。
?
5、根据已完成的优化循环和当前优化变量的状态修正设计变量，重新投入循环。
?
下图是AWE环境下数值优化的过程框图
图1?AWE环境下数值优化的过程框图
3?AWE环境下优化的特点?
DesignXplorer/VT是基于WorkBench平台的设计变量研究及多目标优化工具，优化设计的主要数据处理工作由DesignXplorer/VT完成。
?
3.1?目前ANSYS的多目标优化技术包括：DOE方法和VT技术。
?
A）?DOE方法?
DOE：Design?Of?Experiments，实验设计。
根据输入参数的数目，利用蒙特卡罗抽样技术，采集设计参数样点，计算每个样点的响应结果，利用二次插值函数构造设计空间的响应面或设计曲线。
?
B）VT技术?
VT技术：完全基于单个单元解，采用泰勒展开以及网格变形技术得到响应面，因此，计算时间大大减少。
?
3.2?DesignXplorer/VT实现的优化方式?
A）多目标优化?
实际工程需要多个优化目标，工程中需要产品的总体性能较好，而不是某一项指标最好。
产品多项指标皆趋向于最好，而不能某项指标达到最好而无视其它需要。
比如一个部件，重量要轻，强度又要高，加固螺栓要少，我们需要这三项优化指标的折衷与平衡。
比如我们只关心螺栓数X最少，但变形尺寸D 不大于允许值，重量G不大于一定值，在DesignXplorer/VT中我们可以定义好设计变量X，设计目标即是变形尺寸D、重量G的要求。
?
B）离散变量
? 离散设计变量：如孔的直径由钻头的型号决定，各型号尺寸不连续；
? 设计变量集合化：如型钢按照型号选用，无连续性可言。
型号一旦确定，所有的细部尺寸完全确定。
相同的实例还有材料牌号。
3.3 结果显示
DesignXplore提供了包括设计空间图、便览曲线、多目标优化结果、灵敏度以及蛛状图在内的多种结果显示。
这些结果从不同角度反映了设计变量与产品性能的关系,为充分了解设计提供了有效手段。
? 设计空间图：设计变量与目标函数之间的关系，形成响应面或设计曲线，对离散变量有特殊的显式方式。
? 便览曲线（Handbook Curves）：当某一个设计变量取不同的值时，另一个设计变量在其整个变化范围内对设计目标的影响，该曲线反应设计变量之间的“相关性”。
? 多目标优化结果：给出三个优化的候选设计，“星号”的数量指示了目标达成的程度。
同时，结果可以以动画、云图等形式输出。
? 灵敏度：正则化的灵敏度图表，以直方图、饼图、灵敏度曲线等方式直观显示每个设计变量在其整个变化范围内对设计变量的影响程度。
? 蛛状图：即时反映所有的设计变量在其当前值的响应，可以容易地、形象地比较多个结果参数。
4?一个简单的优化实例?
对于很多新型产品设计在初始条件下，对于尺寸没有很多设计依据，为了达到一些技术要求不得不在对很多参数之间的关系进行详细分析和计算，而在AWE环境下，我们可以很轻松快速的把参数化的CAD模型导入到CAE环境下进行分析，从而由分析结果得到优化后的尺寸方案。
下图是一个简单的水下空腔，空腔要求在水下压力5.4e+007?Pa至6.6e+007?Pa环境下工作，设计目标是为了使其达到质量最轻同时变形量最小，设计变量为图2所示4个尺寸参数。
首先我们按照表1定义好CAD模型变量，并按初始大小在Pro/E下建模（见图3），然后再在AWE环境下点选所需的输入参数（图4）。
划分网格、设置约束条件和求解结果后，到DesignXplorer/VT环境下设置连续的输入变量，按默认10%变化。
图2?水下空腔尺寸
图3?Pro/E下的CAD模型
图4?网格划分
图5?计算结果?
表1 参数定义
ID 名称最小值最大值初始值类型
P1 压力 5.4e+007 Pa 6.6e+007 Pa 6.e+007 Pa Surface Load
P2 DS_L3 1.8 mm 2.2 mm 2 mm Length
P3 DS_L1 115.5 mm 124.5 mm 120 mm Length
P4 DS_L2 4.6406 mm 5.3594 mm 5 mm Length
P5 DS_D 135 mm 165 mm 150 mm Radius
图6?AWE下得到CAD模型参数
变量设置完毕，再运行Ansys?Solusion后，可以开始定义设计目标，如下表所示：
表2 设计目标定义
参数目标要求
零件质量小于6.5kg
最大变形量越小越好
最后根据计算结果比较得到最优方案为表3
表3?最优结果?
5?结论?
本文所举水下腔体设计只是一个AWE环境下优化设计的简单应用，还有很多优化功能没有体现出来，但可用看到CAD到CAE的无缝集成使快速优化设计成为可能，AWE环境随着新版本发布功能将日益完善，其应用面将越来越广。
可用预见的是产品优化设计将会快速普及，并为制造企业带来丰厚效益。
?
作者：船舶重工集团第七一○研究所?陈杰。