提高產(chǎn)品競爭力不但需要縮短上市時間，提高產(chǎn)品的性能與質(zhì)量，而且要降低產(chǎn)品的成本，因此人們需要找到最合理和最經(jīng)濟(jì)的設(shè)計方案。雖然分析人員可以不厭其煩地在屏幕前一次次修改設(shè)計參數(shù)以尋找最理想方案，但縮短開發(fā)周期的壓力通常要求分秒必爭，人們可能沒有更多的時間對數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行手工調(diào)整。最優(yōu)化技術(shù)引入CAE方法使人們從繁重的湊試工作中解脫出來，同時CAE也達(dá)到一個新高度。
CAE優(yōu)化分析在保證產(chǎn)品達(dá)到某些性能目標(biāo)并滿足一定約束條件的前提下，通過改變某些允許改變的設(shè)計變量，使產(chǎn)品的指標(biāo)或性能達(dá)到最期望的目標(biāo)。
例如，在保證結(jié)構(gòu)剛強(qiáng)度滿足要求的前提下，通過改變某些設(shè)計變量，使結(jié)構(gòu)的重量最輕，這不但使得結(jié)構(gòu)耗材上得到了節(jié)省，在運輸安裝方面也提供了方便，降低運輸成本。
結(jié)構(gòu)設(shè)計
在開發(fā)流程的最初階段，用戶輸入設(shè)計空間信息、設(shè)計目標(biāo)和加工制造參數(shù)。然后給定的設(shè)計目標(biāo)下生成一個滿足制造要求的設(shè)計方案。加工制造參數(shù)對得到可解析、可行設(shè)計是非常重要的。
如在鈑金件設(shè)計中，筋條經(jīng)常被用來加強(qiáng)結(jié)構(gòu)。在給定的筋條尺寸條件下，優(yōu)化技術(shù)能夠生成創(chuàng)新的加強(qiáng)筋布置方案。
多學(xué)科結(jié)構(gòu)優(yōu)化
分析結(jié)構(gòu)的性能只是產(chǎn)品開發(fā)過程中的許多步驟之一。根據(jù)分析結(jié)果，產(chǎn)品工程師做出修改方案，以滿足應(yīng)力，重量或剛度要求。
尺寸優(yōu)化定義部件參數(shù)，如材料價值，截面尺寸和厚度。形狀優(yōu)化應(yīng)用于現(xiàn)有的產(chǎn)品部件。自由形狀優(yōu)化，可減少高應(yīng)力集中。
在優(yōu)化過程中使用許多不同的響應(yīng)，例如靜態(tài)的，屈曲，頻率響應(yīng)，隨機(jī)響應(yīng)，熱力耦合，熱傳導(dǎo)，聲學(xué)分析。除了這些，還有創(chuàng)新的系統(tǒng)級優(yōu)化方法和疲勞優(yōu)化。
圖1. 圖2.
系統(tǒng)級設(shè)計優(yōu)化
采用等效靜態(tài)載荷法（ESLM）的創(chuàng)新的方法，可以進(jìn)行柔性體和剛體的仿真優(yōu)化和系統(tǒng)級多體動力學(xué)優(yōu)化。
優(yōu)化中定義自由尺寸、形貌、自由形狀、形狀和材料設(shè)計變量。
疲勞設(shè)計優(yōu)化
疲勞優(yōu)化能夠基于疲勞性能進(jìn)行概念設(shè)計（拓?fù)?、形貌和自由尺寸）和詳?xì)設(shè)計（尺寸、形狀和自由形狀）。基于應(yīng)力或者應(yīng)變疲勞分析的損傷和壽命可以用來作為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
聲學(xué)響應(yīng)優(yōu)化
汽車NH特性優(yōu)化中聲壓作為一個設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)
NH特性優(yōu)化
熱力耦合優(yōu)化
熱傳導(dǎo)分析中溫度和結(jié)構(gòu)熱力耦合系統(tǒng)優(yōu)化
隨機(jī)響應(yīng)設(shè)計優(yōu)化
以PSD或RMS值形式的非定常響應(yīng)和概率負(fù)荷作為設(shè)計標(biāo)準(zhǔn) |
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