课程简介

优化设计是一门新兴学科,它建立在数学规划理论和计算机程序设计基础上,通过计算机的数值计算,能从众多的设计方案中寻到尽可能完善的或最适宜的设计方案,使期望的经济指标达到最优,它可以成功地解决解析等其它方法难以解决的复杂问题,优化设计为工程设计提供了一种重要的科学设计方法,因而采用这种设计方法能大大提高设计效率和设计质量。优化设计主要包括两个方面:一是如何将设计问题转化为确切反映问题实质并适合于优化计算的数学模型,建立数学模型包括:选取适当的设计变量,建立优化问题的目标函数和约束条件。目标函数是设计问题所要求的最优指标与设计变量之间的函数关系式,约束条件反映的是设计变量取得范围和相互之间的关系;二是如何求得该数学模型的最优解:可归结为在给定的条件下求目标函数的极值或最优值的问题。

目前机械优化设计已广泛应用于航天、航空和国防等各部门。优化设计是20世纪60年代初发展起来的，它是将最优化原理和计算机技术应用于设计领域，为工程设计提供一种重要的科学设计方法。利用这种新方法，就可以寻找出最佳设计方案，从而大大提高设计效率和质量。

本课程详细讲解了ANSYS Workbench平台中的探索设计工具模块（Design Systems）的优化设计功能和优化技术方法及步骤。

  课程目录

    第1章：优化设计简介

    第2章：优化设计中常用术语 

       2.1 设计变量

       2.2 状态变量

       2.3 目标函数

    第3章：工程问题-悬臂梁的优化设计

       3.1 问题分析的基本路线

       3.2 建立参数化模型

       3.3 获取目标函数

       3.4 划分网格

       3.5 定义边界条件和载荷

       3.6 获取状态变量

       3.7 基于直接法优化设计

       3.8 基于响应面法的优化设计

       3.9 优化设计的后处理

    软件介绍

    Workbench是ANSYS公司提出的协同仿真环境，解决企业产品研发过程中CAE软件的异构问题。面对制造业信息化大潮、仿真软件的百家争鸣双刃剑、企业智力资产的保留等各种工业需求，ANSYS公司提出的观点是：保持核心技术多样化的同时，建立协同仿真环境。

 

课程目标

•  本课程系统讲解了基于ANSYS Workbench平台中的探索设计工具模块（Design Systems）的进行优化设计的计算方法，旨在帮助学员
•  掌握创建直接优化法和基于响应面优化法的操作步骤
•  理解常用优化设计的方法适用范围