isight與proe和ansys集成的多學(xué)科優(yōu)化案例介紹

1、Isight與Pro/e和Ansys集成的多學(xué)科優(yōu)化案例介紹迫于研究生畢業(yè)設(shè)計的要求，需要用到多學(xué)科優(yōu)化，自己當(dāng)時學(xué)習(xí)的時候網(wǎng)上找了很久沒找到教程，這里就將通過自己研究學(xué)習(xí)后的心得介紹介紹。案例中使用的軟件：isight5.5 proe4.0 ansys12.0注意：必須是這幾個版本的組合，本人多次嘗試，用ansys15.0、proe5.0什么的組合都不行，只有這個搭配才能正常集成。參考教材isight參數(shù)化理論與實例詳解，該書電子鏈接（百度文庫里面有）：目標(biāo)：有必要裝置關(guān)鍵結(jié)構(gòu)尺寸參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，使得在滿足整體裝置剛度要求的情況下，裝置更加輕量化。一般優(yōu)化設(shè)計模型一般標(biāo)準(zhǔn)的優(yōu)化設(shè)計模型為：

2、式中，d=(d1,d2dk)是優(yōu)化設(shè)計過程中待確定的設(shè)計變量，f(d)是待優(yōu)化的目標(biāo)函數(shù)，qi(d)是不等式形式的約束函數(shù)，hi(d)是等式形式的約束函數(shù)，d1A和d1B是相對于設(shè)計變量dt的上屆和下屆，以下對此進(jìn)行分析。設(shè)計變量裝置主體結(jié)構(gòu)包括由矩形鋼焊接而成的支撐框架和環(huán)形基座，如下圖所示，裝置的體積V、形變量E1與矩形鋼的長a、寬b、厚度c、環(huán)形基座的厚度d有關(guān)優(yōu)化目標(biāo)在保證形變量要求的基礎(chǔ)上同時獲得更合理的尺寸分布，使裝置的質(zhì)量最??；Ansys分析模型可以很方便地導(dǎo)出體積信息，而質(zhì)量與密度成正比，因此，為減輕整體裝置重量，可將裝置的體積作為優(yōu)化目標(biāo)，即Min V約束條件裝置結(jié)構(gòu)優(yōu)化的關(guān)

3、鍵是保證整體裝置的靜剛度特性不超過設(shè)計要求的條件下減小重量，約束條件包括狀態(tài)約束和變量約束，狀態(tài)約束主要是整體結(jié)構(gòu)的形變量、許用應(yīng)力，變量的取值范圍為變量約束，如下式所示，其中|E1|max為自動焊接裝置的最大變形量，max為最大等效應(yīng)力。優(yōu)化過程Isight優(yōu)化設(shè)計分析流程通過Isight集成三維建模軟件Pro/E和有限元分析軟件Ansys，在Pro/E中進(jìn)行參數(shù)化建模，調(diào)用參數(shù)化建模的歷史文件對設(shè)計變量進(jìn)行賦值，并通過批處理文件驅(qū)動Ansys對調(diào)用的參數(shù)化模型進(jìn)行分析，提取結(jié)果文件作為優(yōu)化的輸出文件，然后通過選取Isight合適的優(yōu)化算法對設(shè)計變量及優(yōu)化目標(biāo)設(shè)定的次數(shù)進(jìn)行迭代循環(huán)操作。集成

4、優(yōu)化流程圖如圖。近似模型的建立-基集成過程（最關(guān)鍵過程）采用響應(yīng)面法建立自動焊接裝置優(yōu)化模型目標(biāo)函數(shù)的近似數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建流程如圖所示。圖 近似模型構(gòu)建流程step0：近似模型建立過程中需要用到的這7個文件文件1isight集成后能自動調(diào)用ansys分析的批處理文件；文件2isight集成后能自動調(diào)用proe根據(jù)給定的參數(shù)進(jìn)行參數(shù)化建模的批處理文件；文件3isight集成后能自動調(diào)用ansys分析后的輸出結(jié)果文件；文件4ansys的lgw文件；（會ansys的同志應(yīng)該知道這是什么東西）文件5proe參數(shù)化建模文件；文件6proe參數(shù)化建模的trail文件，將后綴trail改為txt后的文件；文件

5、7isight調(diào)用的參數(shù)；step1：proe參數(shù)化建模（也可以用SolidWorks進(jìn)行參數(shù)化建模，但本人覺得proe簡單點(diǎn)）不會proe參數(shù)化建模的，可以參照下面網(wǎng)站學(xué)習(xí)：模型建立好后，通過工具關(guān)系（或者參數(shù)）可以隨意更改設(shè)計參數(shù)的值，模型跟著變化。此文件即為文件5proe參數(shù)化建模文件保存此文件后，系統(tǒng)自動參數(shù)trail文件，找到這個trail文件，更名為youhua0306（我設(shè)計時候的名字，名字可自己定義）并更改后綴為txt，此文件即為文件6proe參數(shù)化建模的trail文件。step2：ansys分析step2.1將建立好的proe文件導(dǎo)入到ansys里面分析（必須是ansys經(jīng)典

6、，workbench不可以），分析后，找到分析后的lgw文件（包括分析文件和結(jié)果文件，這里只粘貼分析文件），把分析的這部分的lgw復(fù)制出來粘貼到txt文件中，保持后將txt后綴改為lgw。（或者直接在原lgw文件中刪除與本次分析不相關(guān)的內(nèi)容）分析文件大致為：（后面我會把源代碼貼出）。一直到finish為止只需要這么多。此文件即為文件4ansys的lgw文件。step2.2將本次ansys的所有文件，包括分析文件和ansys結(jié)果文件粘貼出來，保存在txt文件里面，自己命名，我這里命名為jiati-out.txt 。此文件即為文件3isight集成后能自動調(diào)用ansys分析后的輸出結(jié)果文件；ste

7、p3：批處理文件的制作（對新手來說，這是最難其實也是最簡單的一步）step3.1 ：ansys分析的批處理文件制作在txt文本中，輸入下列字符，必須一致。其中，1代表ansys12.0的啟動文件；2代表后續(xù)需要isight調(diào)用的輸入文件，i（代表input），i后面是輸入的ansys處理程序。3代表后續(xù)需要isight用到的輸出文件，o（代表output），o后面是輸出的ansys分析結(jié)果。保存后，自行命名（注意：所有文件的命名必須上下一致），此文件即為文件1isight集成后能自動調(diào)用ansys分析的批處理文件；step3.2 ：Pro/e參數(shù)化建模的批處理文件制作在txt文本中，輸入下列字

8、符。其中，1代表每次執(zhí)行參數(shù)化建模時候，將前一個trail文件刪除，這樣避免了在近似模型建立時候，反復(fù)參數(shù)化建模，產(chǎn)生很多個沒用的trail文件。刪除目錄必須與產(chǎn)生trail文件的目錄一致，我這里trail文件在H：youhua0306文件夾中產(chǎn)生的，對應(yīng)需要刪除的是youhua0306.prt.12。（為什么是12，因為我第一個文件的后綴是prt.11，這里大家根據(jù)實際情況，如果第一個制作的參數(shù)化文件的后綴是prt.1，則這里需要輸入的是prt.2，即刪除后來產(chǎn)生的那個trail文件）2代表執(zhí)行參數(shù)化建模，該路徑是proe的啟動目錄，后面的youhua0306.txt就是之前step1建立的

9、trail文件。這句話的意思就是，反復(fù)調(diào)用proe對part11根據(jù)isight分配的產(chǎn)生值，進(jìn)行參數(shù)化建模保存后，自行命名，此文件即為文件2isight集成后能自動調(diào)用proe根據(jù)給定的參數(shù)進(jìn)行參數(shù)化建模的批處理文件；準(zhǔn)備工作做好了，接下來開始isight集成step4：isight集成step4.1：構(gòu)建如下集成流程step4.2.：proe go的設(shè)置step4.2.0：雙擊proe go這一個simcode，彈出如下對話框，在command下的basis里，先勾選Distribute Executable ，再點(diǎn)擊Find Program 彈出第二個對話框。選擇之前做好的go proe

10、.bat文件，單擊打開即可。選好后會出現(xiàn)下面的界面，再apply即可step4.2.1：proe go 輸入設(shè)置在proe go的input下設(shè)置輸入?yún)?shù)在proe go的output下設(shè)置輸入?yún)?shù)別的地方不需要設(shè)置。step4.3.：ansys go的設(shè)置step4.3.0：同理雙擊proe go這一個simcode，彈出如下對話框，在command下的basis里，先勾選Distribute Executable ，再點(diǎn)擊Find Program 彈出第二個對話框選擇之前做好的ansys批處理文件。step4.3.1：ansys go 輸入設(shè)置step4.3.2：ansys go 輸出設(shè)置

11、1.output-2. 選擇action下面的jiatiout文件（即之前做好的ansys分析結(jié)果文件-文件3） -3.在jiatiout的對話框下找到分析結(jié)果的應(yīng)力值，這里為VALUE=后面的，點(diǎn)擊這里，在4出添加，并命名，最后出現(xiàn)5的界面。同理添加輸出結(jié)果的其他輸出設(shè)置。step5：響應(yīng)面模型的建立右擊task，在彈出的對話框中選擇approximation新建一個響應(yīng)面-new，具體參照接下來運(yùn)行，即可求得響應(yīng)面模型。后續(xù)優(yōu)化過程比較簡單，具體參數(shù)isight參數(shù)化理論與實例詳解該書電子鏈接（百度文庫里面有）：附Ansysgo 批處理文件內(nèi)容（文件1）："G:Program F

12、iles (x86)ANSYS Incv120ansysbinwinx64ANSYS120.exe" -b -p ansys -i youhua0306.lgw -o jiatiout.txtproego 批處理文件內(nèi)容（文件2）：del H:youhua0306youhua0306.prt.12"G:PROE4.0binproe1.bat" youhua0306.txtAnsys 分析的lgw分析文件內(nèi)容（文件4）：finish/clearPROEIN,'youhua0306','prt.12','H:youhua0306',G:PROE4.0binproe1.bat,0,0a= 69b= 50d= 2.045287819449169e= 10/prep7ET,1,SOLID185mp,ex,1,2.06e5mp,prxy,1,0.3 mp,dens,1,7.8e-9esize,10MSHAPE,1,3D MSHKEY,0!自由網(wǎng)格劃分vmesh,all/REPLOT,RESIZE /REPLOT,RESIZE /REPLOT,RESIZE VSUM, DEFAULT !* *GET,volumed,VOLU,all,VOLU !* /soluwpcsys,1asel,s,loc,y,-b/2