优化分析

提高产品竞争力不但需要缩短上市时间，提高产品的性能与质量，而且要降低产品的成本，因此人们需要找到最合理和最经济的设计方案。虽然分析人员可以不厌其烦地在屏幕前一次次修改设计参数以寻找最理想方案，但缩短开发周期的压力通常要求分秒必争，人们可能没有更多的时间对数据参数进行手工调整。最优化技术引入CAE方法使人们从繁重的凑试工作中解脱出来，同时CAE也达到一个新高度。 

CAE优化分析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。

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，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。 

• 分析方案
• 应用案例
• 适用的相关软件

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  结构设计

  v 在开发流程的最初阶段，用户输入设计空间信息、设计目标和加工制造参数。然后给定的设计目标下生成一个满足制造要求的设计方案。加工制造参数对得到可解析、可行设计是非常重要的。

  v 如在钣金件设计中，筋条经常被用来加强结构。在给定的筋条尺寸条件下，优化技术能够生成创新的加强筋布置方案。

  多学科结构优化

  v 分析结构的性能只是产品开发过程中的许多步骤之一。根据分析结果，产品工程师做出修改方案，以满足应力，重量或刚度要求。

  v 尺寸优化定义部件参数，如材料价值，截面尺寸和厚度。形状优化应用于现有的产品部件。自由形状优化，可减少高应力集中。

  v 在优化过程中使用许多不同的响应，例如静态的，屈曲，频率响应，随机响应，热力耦合，热传导，声学分析。除了这些，还有创新的系统级优化方法和疲劳优化。

   

  

  图1. 图2.

   

  系统级设计优化

  v 采用等效静态载荷法（ESLM）的创新的方法，可以进行柔性体和刚体的仿真优化和系统级多体动力学优化。

  v 优化中定义自由尺寸、形貌、自由形状、形状和材料设计变量。

  疲劳设计优化

  v 疲劳优化能够基于疲劳性能进行概念设计（拓扑、形貌和自由尺寸）和详细设计（尺寸、形状和自由形状）。基于应力或者应变疲劳分析的损伤和寿命可以用来作为设计标准。

  声学响应优化

  v 汽车NVH特性优化中声压作为一个设计标准

  v NVH特性优化

  热力耦合优化

  v 热传导分析中温度和结构热力耦合系统优化

  随机响应设计优化

  v 以PSD或RMS值形式的非定常响应和概率负荷作为设计标准