課程簡介

優化設計是一門新興學科,它建立在數學規劃理論和計算機程序設計基礎上,通過計算機的數值計算,能從眾多的設計方案中尋到盡可能完善的或最適宜的設計方案,使期望的經濟指標達到最優,它可以成功地解決解析等其它方法難以解決的復雜問題,優化設計為工程設計提供了一種重要的科學設計方法,因而采用這種設計方法能大大提高設計效率和設計質量。優化設計主要包括兩個方面:一是如何將設計問題轉化為確切反映問題實質并適合于優化計算的數學模型,建立數學模型包括:選取適當的設計變量,建立優化問題的目標函數和約束條件。目標函數是設計問題所要求的最優指標與設計變量之間的函數關系式,約束條件反映的是設計變量取得范圍和相互之間的關系;二是如何求得該數學模型的最優解:可歸結為在給定的條件下求目標函數的極值或最優值的問題。

目前機械優化設計已廣泛應用于航天、航空和國防等各部門。優化設計是20世紀60年代初發展起來的，它是將最優化原理和計算機技術應用于設計領域，為工程設計提供一種重要的科學設計方法。利用這種新方法，就可以尋找出最佳設計方案，從而大大提高設計效率和質量。

本課程詳細講解了ANSYS Workbench平臺中的探索設計工具模塊（Design Systems）的優化設計功能和優化技術方法及步驟。

??課程目錄

? ??第1部份：優化設計簡介

? ??第2部份：優化設計中常用術語?

? ? ? ?2.1 設計變量

? ? ? ?2.2 狀態變量

? ? ? ?2.3 目標函數

? ??第3部份：工程問題-懸臂梁的優化設計

? ? ? ?3.1 問題分析的基本路線

? ? ? ?3.2 建立參數化模型

? ? ? ?3.3 獲取目標函數

? ? ? ?3.4 劃分網格

? ? ? ?3.5 定義邊界條件和載荷

? ? ? ?3.6 獲取狀態變量

? ? ? ?3.7 基于直接法優化設計

? ? ? ?3.8 基于響應面法的優化設計

? ? ? ?3.9 優化設計的后處理