ANSYS优化设计课件
ANSYS基础培训PPT资料【优选版】
ANSYS基础培训PPT资料【优选版】一、引言ANSYS 作为一款功能强大的工程仿真软件，在众多领域都有着广泛的应用。
为了帮助大家更好地掌握 ANSYS 的基础知识，我们精心准备了这份基础培训 PPT 资料。
二、ANSYS 软件概述（一）ANSYS 是什么ANSYS 是一款集结构、热、流体、电磁、声学等多物理场于一体的大型通用有限元分析软件。
它能够帮助工程师和研究人员在产品设计阶段就对其性能进行准确的预测和优化，从而减少试验次数、缩短研发周期、降低成本。
（二）ANSYS 的主要功能模块1、结构分析模块用于分析各种结构在静态、动态、线性和非线性条件下的应力、应变和位移等。
2、热分析模块可以模拟传热过程，包括稳态和瞬态热分析，以及热结构耦合分析。
3、流体分析模块用于分析流体流动、压力分布、传热和传质等现象。
4、电磁分析模块包括静电场、静磁场、时变电磁场等分析功能。
（三）ANSYS 的工作流程1、前处理包括几何建模、定义材料属性、划分网格等。
2、求解设置求解类型、加载边界条件和载荷，然后进行求解计算。
3、后处理对求解结果进行可视化处理，如查看应力云图、位移云图等，并进行数据分析。
三、ANSYS 前处理（一）几何建模1、直接建模通过 ANSYS 自带的建模工具创建几何模型。
2、导入外部模型可以导入其他 CAD 软件创建的模型，如 SolidWorks、ProE 等。
（二）定义材料属性1、常见材料类型如金属、塑料、橡胶等，并设置相应的弹性模量、泊松比、密度等参数。
2、材料库ANSYS 提供了丰富的材料库，方便用户选择和使用。
（三）网格划分1、网格类型包括四面体网格、六面体网格、混合网格等。
2、网格控制可以设置网格尺寸、网格质量等参数，以保证计算精度和效率。
四、ANSYS 求解（一）加载边界条件1、位移边界条件指定某些节点的位移值。
2、力边界条件施加集中力或分布力。
3、热边界条件设定温度、热流密度等。
（二）选择求解器1、直接求解器适用于小型问题。
基于ANSYS的汽车传动轴有限元分析与优化设计
摘要ANSYS 有限元软件包是一个多用途的有限元法计算机设计程序，可以用来求解结构、流体、电力、电磁场及碰撞等问题。
因此它可应用于以下工业领域：航空航天、汽车工业、生物医学、桥梁、建筑、电子产品、重型机械、微机电系统、运动器械等。
传动轴是最常件的零件，该零件结构较为简单，操作方便，加工精度高，价格低廉，因此得到了广泛的使用。
目前很多传动轴都做了适当的改进，使其适用性得到了更大的提高。
.本设计是基于ANSYS 软件来汽车传动轴行分析。
与传统的计算相比，借助于计算机有限元分析方法能更加快捷和精确的得到结果。
设置正确的模型、划分合适的网格，并合理设置求解过程，能够准确的获得分析模型各个部位的应力、变形等结果。
对零件的设计和优化有很大的参考作用。
正是因为上述优点，我在本设计中运用UG 来建立三维模型。
再将此模型导入ANSYS 软件来对其进行分析。
关键词：传动轴，三维建模，ANSYS，动静态分析A b st r ac tANSYS (f i n i t e e l e m e n t) package i s a m u l t i-p ur po s e f i n i t e e l e m e n t method for computer des i gn program that can be used to s o l ve the structure, fluid, e l ec tr i c i ty,e l ec tr o m ag n et i cf i e l ds and co lli s i on problems. So it can be applied to the followingi ndus tr i es: aerospace, au tom o t i v e,bi o m ed i ca l,b r i dge s,c on s tr uc t i on,e l ec tr o ni cs,h ea vy machinery, mi cro-el e ct r o m echa ni ca l systems, sports equipment and so on.Tr an s mi ss i on s h a f t i s the most common a r egu l a r part, the part structure i s s i m p l e, convenient o pera t i on, high pr ec i s i on, low pr i c es, it has been w i d e l y used. At pr ese n t, many have made the appro pr i at e Tr an s mi ss i on s h a f t i mpr o v e m e n t s,it has been gr ea t l y enhanced app li c a bi li ty.The des i gn i s based on ANSYS s o f t ware to Tr an s m i ss i on s ha f t by the line of s p i nd l e. Compared with the tr adi t i on a l c a l cu l at i on,computer-based f i n i t e e l e m e n t an a l y s i s method can be f a s t er and more accurate r es u l t s.Set the correct m o de l,dividing the right grid, and set a reasonable s o l ut i on process, an a ly t i ca l m o de l can ac curat e l y access t h e various parts of the stress and de f o r m at i on r es u l t s. On the part of the des i gn a ndop t i mi za t i on has great r ef ere n c e.It i s because of these advantages, the use of this des i gn in my UG to crea t et h r ee-di m e ns i on a l model Tr a ns m i ss i on s h a f t. Then this model was i n tr o duce d by t h e ANSYS s o f t wa r e to i t s line of a n a ly s i s.Key Words: Tr an smiss i on s h af t，t h r ee-d i me n si on al mo d e li ng，ANSYS，d y n am i c and s t a t i c a n al y s i s目录摘要.............................................................................................................................. - 1 -Abs tr ac t ............................................................................................................................. -2 -目录.............................................................................................................................. - 2 -第1 章绪论..................................................................................................................... - 4 -1.1 选题的目的和意义............................................................................................. - 4 -- 2 -1.2 选题的研究现状及发展趋势.............................................................................. - 4 -1.3 传动轴知识........................................................................................................ - 5 -1.4 传动轴的结构特点............................................................................................. - 5 -1.5 传动轴重要部件................................................................................................. - 6 -1.6 传动轴常用类型................................................................................................ - 7 -第2 章本课题任务和研究方法...................................................................................... - 8 -2.1 课题任务............................................................................................................ - 8 -2.2 分析方法............................................................................................................. - 8 -3.3 本课题的研究方法............................................................................................. - 9 -3.4 有限元方法介绍................................................................................................ - 9 -3.4.1 概述.................................................................................................................. - 9 -3.4.2 基本思想......................................................................................................... - 9 -3.4.3 特点................................................................................................................ -10 -3.5 ANSYS 软件简介............................................................................................. -11 -第4 章确定汽车传动轴研究对象和UG 建模............................................................. -12 -4.1 确定汽车传动轴研究对象概述........................................................................ -12 -4.2 汽车传动轴（变速箱第二轴）的3D 建模设计............................................. -14 -4.2.1 进入UG 的操作界面............................................................................ -14 -第5 章汽车传动轴的有限元分析................................................................................ -21 -5.1 有限元分析的基本步骤............................................................................ -21 -5.2 有限元分析过程与步骤........................................................................... -22 -5.2.1 转换模型格式........................................................................................ -22 -第六章总结和传动轴的优化设计分析........................................................................ -41 -结论................................................................................................................................ -41 -参考文献........................................................................................................................ -42 -致谢.............................................................................................................................. -43 -第1 章绪论1.1 选题的目的和意义随着计算机技术的日益普及和FEA 技术的蓬勃发展，人们已经广泛采用计算机有限元仿真分析来作为传动轴强度校核的方法。
ansys实例讲解.ppt
有限元求解
▪ 选择求解方式（new analysis） ▪ 静力求解（statics） ▪ 模态求解（modal） ▪ 谐响应分析（harmonic） ▪ 瞬态分析（transient） ▪ 谱分析（spectrum） ▪ 特征屈曲分析（Eigen bulking）
有限元求解
▪ 设定非线性求解方法、荷载子步等 ▪ 设定不同的荷载步
分工具自己完成。 ▪ 划分出的单元尽量规则，避免出现畸变单
元 ▪ 网格划分要注意不同单元类型和材料属性
施加载荷与约束条件
▪ 载荷或者约束条件的类型 ▪ 力（集中力、面力）可以施加到节点、关键点、
线、面上 ▪ 位移（面位移，节点位移） ▪ 温度载荷 ▪ 加速度
无论施加到什么上约束和载荷，最终都要归结到节点上， 形成刚度矩阵、载荷矩阵和位移矩阵，通过数值求解来 得到模拟结果。
张弦梁实体结构及模型局部高温作用下三点弯曲实验夹头应力分析塔架应力及位移分布云图钢管自动组对系统加载变形分析30crmnsi材料连接轴破坏模式分析潜艇电池悬挂装置应力分析张弦梁实体结构及模型局部高温作用下三点弯曲实验夹头应力分析塔架应力及位移分布云图钢管自动组对系统加载变形分析30crmnsi材料连接轴破坏模式分析潜艇电池悬挂装置应力分析ansys分析过程算例一桁架的有限元分析算例2两跨框架梁受力分析算例三半球壳体受均布压力
各个方向的应力、应变、位移、结构反力 等等 ▪ 以 列表的形式列出各个计算结果（list results） ▪ 绘制各个参量的变化图线（timehist postprocess） ▪ 制作各参量的变化动画
常用的一些技巧和需注意的一些问题
▪ 要对照书多做算例来熟悉ansys操作。 ▪ 要保存你进行的每一步 ▪ 出错时如果没有上一步的保存文件，可以
ANSYS入门PPT课件
2021/3/7
CHENLI
13
加载与求解
➢ 加载方式
➢ 实体模型（几何模型）或有限元模型（物理模型） ➢ 最终只能施加在有限元模型上
➢ 优缺点
➢ 实体模型
➢ 优点：易于选择实体；不受网格划分及修改的影响）（特 别时候均布荷载等）
➢ 缺点：节点荷载不易施加
➢ 有限元模型
➢ 优点：直接施加在节点上；直接选定边界条件（特别适合 集中荷载）
➢ 实常数的输入
➢ R，1，（根据单元类型取值） ➢ RMORE，
➢ emodif,all,real,i 修改单元实常数 ➢ Sectype，Secdata
2021/3/7
CHENLI
8
有限元建模
定义实常数
➢ 实常数的输入（变截面） ➢ sectype,1,beam,csolid ! define cross section at first end point ➢ secdata,0.5 ➢ sectype,2,beam,csolid ! define cross section at far end ➢ secdata,0.1 ➢ sectype,3,taper ! new Section ID for tapered beam analysis ➢ secdata,1,0.0,0.0 ! section 1 at location (0,0,0) ➢ secdata,2,3,4,5 ! section 2 at location (3,4,5) ➢ Type,1 ➢ Mat,1 ➢ Secnum,3
➢ MP，PRXY，1，0.3（0.17）
➢ MP，ALPX，1，1.2E-5（1.5E-5） G=E/2(1+m)
基于ANSYS的结构优化设计方法
ωL 1
≤ω1
≤ωU1
( 12 )
因此 ,不但要对结构进行静力分析 ,还要进行模态分析
并判断其一阶固有频率是否满足式 ( 12) 。利用 ANSYS经过
44次迭代 ,得到较理想的结果 。优化过程如表 4所示 。
(下转第 150页 )
四川建筑 第 29 卷 3 期 200 9. 0 6
147
·工 程 结 构 ·
【关键词 】 结构优化 ; 桁架系统 ; 动力优化
【中图分类号 】 TU311. 41 【文献标识码 】 B
在钢结构工程中 ,钢材的用量是非常巨大的 ,这其中不 免会存在材料安全储备太高 ,过于浪费的情况 。如何在保证 结构安全的情况下 ,减少钢材用量 ,降低成本 ,这正是本文研 究的意义所在 。结构优化设计是在满足各种规范或某些特 定要求的条件下 ,使结构的某种指标 (如重量 、造价 、刚度或 频率等 )达到最佳的设计方法 。该方法最早应用在航空工程 中 ,随着计算机的快速发展 ,很快推广到机械 、土木 、水利等 工程领域 。它的出现使设计者从被动的分析 、校核进入主动 的设计 ,这是结构设计上的一次飞跃 [1 ] 。ANSYS作为大型 工程计算软件 ,其模拟分析功能非常强大 ,掌握并使用 AN2 SYS对结构进行模拟 、计算 、优化 ,对提高材料利用率 、减少 成本 ,是很有效的 。
265
341
466
306
59. 2 41. 9 26. 1 0. 01 0. 20 0. 29 0. 17 31. 6 262
264
341
464
296
59. 2 41. 9 26. 1 0. 01 0. 08 0. 28 0. 17 31. 6 262
264
利用ansysAPDL进行优化设计的例子
利用ansys APDL 进行优化设计的例子一、问题描述：约束条件；1.总应力不超过"max2, 梁的变形不超过8m*3, 梁的高度不超过hm^x目标函数：使梁的重量最小二、分析文件的APDL语句及注释：（可把该文件拷贝到一个文本文件，作为ansys的分析文件。
）!第一步，初始化ANSYS系统环境FINISH/CLEAR/filename,BeamOpt!第二步，定义参数化设计变量B=1.4 !初始化宽度H=3.8 !初始化高度!第三步，利用参数创建有限元模型/PREP7 !进入前处理ET,1,BEAM3 !定义单元类型为BEAM3AREA=B*H !梁的截面积ETABLE,SMAX_I,NMISC,1 !每个单元I 节点处应力的最大值ETABLE,SMAX_J,NMISC,3 !每个单元J 节点处应力的最大值!绕Z 轴的转动惯量FILLE,1,2EGEN,10,1,-1 FINISH !第四步，执行求解 /SOLUANTYPE,STATICD,1,UX,0,,11,10,UYSFBEAM,ALL,1,PRES,20 !施加压力（单位长度上的负荷） =20SOLVEFINISH!第五步，进入后处理并创建状态变量与目标变量 /POST1SET,,,,!对单元表求和 *GET,VOLUME,SSUM,,ITEM,VOLU ! 得到总的体积ESORT,ETAB,SMAX_I,,1!按照单元SMAX_I 的绝对值大小排序 *GET,SMAXI,SORT,,MAX!参数 SMAXI=SMAX_I 中的最大值 ESORT,ETAB,SMAX_J,,1!按照单元SMAX_J 的绝对值大小排序 *GET,SMAXJ,SORT,,MAX !参数 SMAXJ=SMAX_J 中的最大值R,1,AREA,IZZ,H !定义单元实常数，以设计变量表示 MP,EX,1,30E6 MP,PRXY,1,0.3N,1!创建节点1 N,11,120!创建节点11NSORT,U,Y !以Uy 为基准对节点排序 *GET,DMAX,SORT,,MAX !参数DMAX=最大位移ETABLE,VOLU,VOLU !VOLU=每个单元的体积SSUMSMAX=SMAXI>SMAXJ !找到最大的应力FINISH三、优化过程的菜单方式实现1、1、读入分析文件进行分析：2、进入。
基于ANSYS的风电机组叶片动态响应分析与优化设计
基于ANSYS的风电机组叶片动态响应分析与优化设计风电机组是目前广泛应用于清洁能源领域的一种发电设备，其核心部件之一是叶片。
叶片的设计与优化对于提高风电机组的发电效率、减少结构疲劳损伤具有重要意义。
本文将基于ANSYS软件，对风电机组叶片的动态响应进行分析，并提出优化设计方法。
一、叶片动态响应分析叶片在工作过程中会受到风力的作用而发生弯曲和振动，因此需要进行动态响应分析。
首先，我们需要建立叶片的有限元模型。
通过ANSYS的建模工具，可以将叶片的几何形状进行三维建模，并使用适当的材料属性对叶片进行参数化描述。
在建立有限元模型后，我们需要给予风电机组施加载荷。
根据风力的特性和叶片的运行条件，可以采用风力加载模块对叶片进行施加风载。
该模块可以模拟风力的作用，计算叶片所受的风载大小和方向，并将其作为载荷输入到有限元模型中。
接下来，通过ANSYS的动态分析功能，对叶片的振动响应进行计算。
动态分析将考虑材料的刚度、阻尼和质量等因素，得出叶片在不同工况下的振动情况。
通过分析叶片的振动频率和振型，可以评估叶片的结构是否合理，是否存在共振问题。
二、叶片优化设计在进行叶片的优化设计时，我们可以通过ANSYS的参数化设计功能来实现。
首先，我们需要确定需要优化的设计变量，如叶片的几何参数、材料参数等。
然后，通过定义参数和参数范围，可以使得ANSYS自动地进行参数组合和计算。
通过进行多次模拟计算和优化迭代，可以得到不同设计变量组合下的叶片性能。
根据设定的优化目标，如最小化叶片的振动响应或最大化叶片的发电效率，可以选取最优的设计变量组合作为最终的优化设计方案。
另外，对于叶片的优化设计，还可以考虑使用拓扑优化方法。
拓扑优化可以根据预设的约束条件和目标函数，在给定的设计空间内调整叶片的材料分布，使得叶片的结构更加均衡和优化。
通过结合拓扑优化和动态响应分析，可以得到更加高效和可靠的叶片设计方案。
三、实例分析与展望通过基于ANSYS的风电机组叶片动态响应分析与优化设计方法，可以有效地评估叶片的结构性能，并提供优化建议。
Ansys 实体建模PPT资料51页
– 利用显示格栅，在工作平面上作图就象在方格纸上作图。
– 除了格栅的设置外，工作平面是无限的。
WY
X1 X2
WY
Y2 Y1
WX
WX
WP (X,Y)
January 30, 2001 Inventory #001441
9-13
V指令 拾取
拾取器
在图形窗口 拾取期望的位置...
…或在这儿输入值
January 30, 2001 Inventory #001441
9-12
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
实体建模 - 由上而下建模
…工作平面
Training Manual
• 工作平面 — 一个可动的二维参考平面，用来定位确定图元。缺省
January 30, 2001 Inventory #001441
9-7
实体建模 - 由上而下建模
图元
• 图元是预先定义好的几何体，如圆、多边形和球体. • 二维图元包括矩形、圆、三角形和其它多边形.
Training Manual
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
INTRODUCTION TO ANSYS 5.7 - Part 1
实体建模
A. 定义
Training Manual
• 建立实体模型可以通过两个途径:
– 由上而下 – 由下而上
• 由上而下建模；首先建立体（或面）,对这些体或面按一定规则组 合得到最终需要的形状.
加
January 30, 2001 Inventory #001441
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第六步：指定优化循环控制方式
每种优化方法和工具都有相应的循环控 制参数，比如最大迭代次数等。所有这些控 制参数的设定都在同一个路径下： GUI：Main Menu>Design Opt>Method/Tool 第七步：进行优化分析 用下列方法开始分析： Command: OPEXE GUI: Main Menu>Design Opt>Run
设计变量（DVs）为自变量，优化结果的取得就是通过改 变设计变量的数值来实现的。每个设计变量都有上下限， 它定义了设计变量的变化范围。在以上的问题里，设计变 量很显然为梁的宽度b和高度h。b和h都不可能为负值，因 此其下限应为b，h>0，而且，h有上限h max。ANSYS优 化程序允许定义不超过60个设计变量。
第四步：声明优化变量
即指定哪些参数是设计变量，哪些参数是状态 变量，哪个参数是目标函数。允许有不超过60个设 计变量和不超过100个状态变量，但只能有一个目 标函数。
声明优化变量可以用如下的方法： Command: OPVAR GUI: Main Menu>Design Opt>Design Variables Main Menu>Design Opt>State Variables Main Menu>Design Opt>Objective
数，也就是说，改变设计变量的数值将改变目标函数的 数值。在以上的问题中，梁的总重量应该是目标函数。 在ANSYS优化程序中，只能设定一个目标函数。
设计变量，状态变量和目标函数总称为优化变量。在 ANSYS优化中，这些变量是由用户定义的参数来指定的。 用户必须指出在参数集中哪些是设计变量，哪些是状态 变量，哪 Nhomakorabea目标函数。
ANSYS优化设计
什么是优化设计
所谓“最优设计”，指的是一种方案可以满足 所有的设计要求，而且所需的支出（如重量，面积， 体积，应力，费用等）最小。 设计方案的任何方面都是可以优化的，说： 尺寸（如厚度），形状（如过渡圆角的大小）， 支撑位置，制造费用，自然频率，材料特性等。 实际上，所有可以参数化的ANSYS选项都可 以作优化设计。
第八步：查看设计序列结果
列出指定序列号的参数值： Command: OPLIST GUI: Main Menu>Design Opt>List 用图显示指定的参数随序列号的变化，可以看出变 量是如何随迭代过程变化的。用以下方法实现： Command: PLVAROPT GUI: Main Menu>Design Opt>Graphs/Tables
设计序列是指确定一个特定模型的参数的集合。一般
来说，设计序列是由优化变量的数值来确定的，但所有 的模型参数（包括不是优化变量的参数）组成了一个设 计序列。
分析文件是一个ANSYS的命令流输入文件，包括一个完 整的分析过程（前处理，求解，后处理）。它必须包含一 个参数化的模型，用参数定义模型并指出设计变量，状态 变量和目标函数。由这个文件可以自动生成优化循环文件 （Jobname.LOOP），并在优化计算中循环处理。 一次循环指一个分析周期。（可以理解为执行一次分析文 件。）最后一次循环的输出存储在文件Jobname.OPT中。 优化迭代（或仅仅是迭代过程）是产生新的设计序列的一 次或多次分析循环。一般来说，一次迭代等同于一次循环。 但对于一阶方法，一次迭代代表多次循环。
优化工具： 单步运行：实现一次循环并求出一个FEA解。 随机搜索法：进行多次循环，每次循环设计变 量随机变化。用户可以指定最大循环次数和期 望合理解的数目。 等步长搜索法：以一个参考设计序列为起点， 它按照单一步长在每次计算后将设计变量在变 化范围内加以改变。对于目标函数和状态变量 的整体变化评估可以用本工具实现。 乘子计算法： 最优梯度法：
第二步：建立优化过程中的参数
在完成了分析文件的建立以后，就可以开始优化分析了。
建立数据库参数可以选择下列任一种方法： 读入与分析文件相联的数据库文件 （Jobname.DB）。这样可以在ANSYS中建立 整个模型的数据库。 读入数据库文件可以用如下方法： Command: RESUME GUI: Utility Menu>File>Resume Jobname.db Utility Menu>File>Resume from
参数化建立模型
用设计变量作为参数建立模型的工作是在PREP7中完 成的。在给出的梁的例子中，设计变量是B（梁的宽度） 和H（梁的高度），因此单元的实参是由B和H来表示的： 应当避免在定义设计变量，状态变量和目标函数时使 用GUI操作，应该用可以参数化的操作来代替。
求
解
求解器用于定义分析类型和分析选项，施加载荷，指定载 荷步，完成有限元计算。分析中所用到的数据都要指出： 凝聚法分析中的主自由度，非线性分析中的收敛准则，谐 波分析中的频率范围等。载荷和边界条件也可以作为设计 变量。
状态变量（SVs）是约束设计的数值。它们是“因变 量”，是设计变量的函数。状态变量可能会有上下限， 也可能只有单方面的限制，即只有上限或只有下限。在 上述梁问题中，有两个状态变量：（总应力）和（梁 的位移）。在ANSYS优化程序中用户可以定义不超过 100个状态变量。
目标函数是要尽量减小的数值。它必须是设计变量的函
最大应力stressm=2.1e8 最大变形ddm=0.2 载荷FF=5e5
E=8.9e10Pa
PRXY=0.3
将分析文件直接读入ANSYS进行整个分析。 这样将重新建立整个数据库，但对于大模型来说 要耗费大量的机时。 要读入分析文件，可以选择下列方法： GUI: Utility Menu>File>Read Input from
第三步：进入OPT，指定分析文件（OPT）
Command: /OPT GUI: Main Menu>Design Opt 在交互方式下，用户必须指定分析文件名。
参数化提取结果
在本步中，提取结果并赋值给相应的参数。这些参 数一般为状态变量和目标函数。提取数据的操作用 *GET命令（Utility Menu>Parameters>Get Scalar Data）实现。通常用POST1来完成本步操 作，特别是涉及到数据的存储，加减或其他操作。
在梁的例题中，梁的总重量是目标函数。因为重量与 体积成比例（假定密度是均匀的），那么减小总体积 就相当于减小总重量。因此可以选择总体积为目标函 数。在本例中，状态变量选择为总应力和位移。
基本概念
在介绍优化设计过程之前，我们先给出一些基本的定义： 设计变量，状态变量，目标函数，合理和不合理的设计， 分析文件，迭代，循环，设计序列
在以下的约束条件下找出如下矩形截面梁的最 小重量： 总应力不超过max [max] 梁的变形不超过 max[max] 梁的高度h不超过h max[hhmax]
可行解：满足所有给定的约束条件的设计序列 和不可行解
优化设计的步骤
1.生成循环所用的分析文件。该文件必须包括整个分析的过 程，而且必须满足以下条件： 参数化建立模型（PREP7）。 求解（SOLUTION）。 提取并指定状态变量和目标函数（POST1/POST26）。 2.在ANSYS数据库里建立与分析文件中变量相对应的参数。 这一步是标准的做法， 但不是必须的（BEGIN或OPT）。 3.进入OPT，指定分析文件（OPT）。 4.声明优化变量。 5.选择优化工具或优化方法。 6.指定优化循环控制方式。 7.进行优化分析。 8.查看设计序列结果（OPT）和后处理（POST1/POST26）。
ANSYS程序提供了两种优化的方法，这两种方法 可以处理绝大多数的优化问题。零阶方法是一个很完善 的处理方法，可以很有效地处理大多数的工程问题。一 阶方法基于目标函数对设计变量的敏感程度，因此更加 适合于精确的优化分析。
对于这两种方法，ANSYS程序提供了一系列的 分析——评估——修正的循环过程。就是对于初始设 计进行分析，对分析结果就设计要求进行评估，然后 修正设计。这一循环过程重复进行直到所有的设计要 求都满足为止。
共有两种方法实现ANSYS优化设计：批处理方法和通过 GUI交互式地完成。这两种方法的选择取决于用户对于 ANSYS程序的熟悉程度和是否习惯于图形交互方式。
第一步：生成分析文件
分析文件生成是ANSYS优化设计过程中的关键部分。 分析文件中，模型的建立必须是参数化的（通常是优 化变量为参数），结果也必须用参数来提取（用于状 态变量和目标函数）。优化设计中只能使用数值参数。 建立分析文件有两种方法：1）用系统编辑器逐行输入； 2）交互式地完成分析，将ANSYS的LOG文件作为基 础建立分析文件。 不论采用哪种方法，分析文件需要包括的内容都 是一样的。 以下说明建立分析文件的步骤：
对于设计变量和状态变量可以定义最大和最小 值。目标函数不需要给定范围。每一个变量都 有一个公差值，这个公差值可以由用户输入。
第五步：选择优化工具或优化方法
指定优化的工具和方法用下列命令： Command: OPTYPE GUI: Main Menu>Design Opt>Method/Tool 零阶方法（直接法）：使用所有因变量（状态变量 和目标函数）的逼近。 一阶方法（间接法）：使用因变量的一阶偏导数。 此方法精度很高，尤其是在因变量变化很大，设计 空间也相对较大时。 用户提供的优化方法：