基于ANSYS空间网架有限元分析及优化设计(4)

图5

　　显示最大位移（dmax）迭代图形，（如图6所示）。从图中可以清楚的看出，最大位移有增大趋势，最终稳定在定义的区间里。

图6

　　显示杆件各截面（a1,a2,a3,a4,a5,a6,a7）迭代图形,如图7所示，从图中可以看出，各杆件的界面的值都有所下降，说明达到了预期的效果。

图7

显示目标函数（volume）迭代图形，如图8所示。从图中可以明显的看出，整个桁架的用钢量急剧下降，最终达到一个稳定值。

图8

本次优化分析中也也导出了最优解，整个网架总的体积约为0.29275e-2。比原优化前的设计方案节约了大量的。

　　7结论

　　利用ANSYS的有限元分析理论可以轻松的解决一些网架的静力学问题，显示应力云图以及位移云图。在运用ANSYS优化设计功能的基础上，为设计师提供了主动设计的依据，在降低方面获得了巨大的相依，节省材料，实现可持续发展。

　　在实际设计时，由于各种因数影响，截面不可能完全符合优化的结果，但是按照优化结果去选择截面的话，用相同数量的材料，必然可以得到刚度较大的结构。

　　通过上述简单的优化例子可知，利用ANSYS的优化设计功能进行结构的优化分析是可行而且有效的，其方法简单，是有限元和优化分析的有机结合，为结构复杂的网架结构的设计提供了新的方法。

参考文献：

【1】    马雪洁,基于ANSYS的桁架优化分析设计,焦作大学学报，2004年10月第4期

【2】    柯常忠，索海波，ANSYS优化技术在结构设计中的应用,武汉理工大学学报, 机电工程学院，2005年第一期

【3】    倪栋,段进,徐久成 ,《通用有限元分析ANSYS7.0实例精解》,出版社，2003年10月第1版

【4】    ANSYS单元库    ansys10.0 帮助