Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!
МегаЛекции

Обязательный набор исходных данных для выполнения оптимизационного расчета




 

Для выполнения оптимизационного расчета должен быть определен как минимум один анализ. Его результаты в явном виде используются в процессе поиска оптимума, а также для формирования стартовой точки. Поэтому этот анализ необходимо произвести до создания оптимизационного анализа.

Дополнительно необходимо определить:

- целевую функцию;

- переменные проектирования;

- ограничения на все переменные проектирования.

Как известно, SolidWorks не требует однозначной параметризации модели конструкции. Однако для выполнения оптимизационного анализа она необходима, т.к. при этом снижается вероятность генерации топологически недопустимых конфигураций. По тем же соображениям необходимо проверять корректность геометрии модели при граничных значениях параметров проектирования.

 

Характерные ошибки

 

Кроме ошибок, которые встречаются при решении соответствующих задач без оптимизации, дополнительно возможны следующие:

- в задачах, используемых для вычисления целевой функции и ограничений, для одной и той же детали назначен разный материал;

- в процессе поиска оптимума возникает геометрическая конфигурация с недопустимой топологией вследствие некорректных геометрических ограничений или их отсутствия;

- производится старт из недопустимой точки, т.е. один или несколько параметров исходной геометрии находятся вне заданных интервалов;

- взаимосвязи SolidWorks вступают в противоречие на очередной итерации оптимизационного расчета.

 

Состав результатов

 

Как и для других видов расчетов, вся имеющаяся информация доступна в дереве Менеджера COSMOSWorks. В результате расчета в дереве создается следующий набор папок:

- «Результаты этапов проектирования»;

- «График этапов проектирования»;

- «График локальной тенденции проектирования».

Численные величины переменных проектирования можно узнать в папке «Результаты этапов проектирования». Результаты работы оптимизатора, как правило, представлены в виде дробных чисел, которые нуждаются в округлении. В отдельных случаях при выходе за границы области параметры могут быть приемлемыми для формирования проекта конструкции на их основе. Если же округление параметров было произведено, то необходимо еще раз запустить процедуру оптимизации, используя в качестве начальной точки значения округленных размеров и проверив, к какой точке сойдется процесс.

Папка «График этапов проектирования» предназначена для построения зависимостей целевой функции, ограничений, переменных от итерации. При этом имеется возможность одновременно отображать несколько графиков. Если все из них имеют выраженную горизонтальную асимптоту, то есть основание сделать вывод о сходимости вычислительного процесса как минимум к некоторому локальному экстремуму.

Наглядное представление о зависимости целевой функции и ограничений от переменных проектирования дают кривые тренда, которые можно определить в папке «График локальной тенденции проектирования». На основании линий тренда можно судить о характере поведения целевой функции в области оптимизации. Наличие нескольких выраженных максимумов свидетельствует о том, что задача имеет несколько локальных оптимумов. Если кривая, являясь достаточно гладкой, не имеет максимумов внутри интервала изменения параметра, то высока вероятность того, что локальный или глобальный оптимум внутри интервала отсутствует, поэтому следует попробовать расширить интервал варьирования переменной проектирования, если это оправдано из конструктивных соображений.

 

5.3 Лабораторная работа 6. Выполнение оптимизации конструкции в среде CAE-системы COSMOSWorks

 

Используя трехмерную модель детали, построенную в лабораторной работе 1 (см. таблицу 1.5), выполнить оптимизацию конструкции детали в среде CAE-системы COSMOSWorks.

Для этого необходимо параметризовать деталь, выделив несколько базовых размеров (параметров проектирования) и определив для всех остальных параметров зависимости, обеспечивающие их корректное вычисление через базовые параметры. Поставить задачу оптимизации конструкции, используя при этом целевую функцию согласно индивидуальному заданию, приведенному в таблице 5.2.

Выполнить оптимизацию модели, проанализировать полученные результаты.

 


Таблица 5.2 – Индивидуальные задания к лабораторной работе 6

Номер варианта Целевая функция
  Минимизировать объем
  Максимизировать объем
  Минимизировать массу
  Максимизировать массу
  Минимизировать основную частоту
  Максимизировать основную частоту
  Минимизировать объем
  Максимизировать объем
  Минимизировать массу
  Максимизировать массу
  Минимизировать основную частоту
  Максимизировать основную частоту
  Минимизировать объем
  Максимизировать объем
  Минимизировать массу
  Максимизировать массу
  Минимизировать основную частоту
  Максимизировать основную частоту
  Минимизировать объем
  Максимизировать объем
  Минимизировать массу
  Максимизировать массу
  Минимизировать основную частоту
  Максимизировать основную частоту
  Минимизировать объем
  Максимизировать объем
  Минимизировать массу
  Максимизировать массу
  Минимизировать основную частоту
  Максимизировать основную частоту

 

5.4 Контрольные вопросы

 

1 Охарактеризуйте этапы алгоритма оптимизации конструкций.

2 Какие параметры могут быть использованы в качестве целевой функции при решении оптимизационной задачи?

3 Какие параметры могут быть использованы в качестве ограничений оптимизационной задачи?

4 Приведите требования к моделям конструкции, для которых осуществляется оптимизация.

5 Охарактеризуйте результаты оптимизационного расчета.


 

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

 

1 Алямовский А.А. SolidWorks/COSMOSWorks. Инженерный анализ методом конечных элементов. – М.: ДМК Пресс, 2004. – 432 с.

2 Алямовский А.А. SolidWorks. Компьютерное моделирование в инженерной практике / А.А. Алямовский, А.А. Собачкин, Е.В. Одинцов, А.И. Харитонович, Н.Б. Пономарев. – СПб.: БХВ-Петербург, 2005. – 800 с.

3 Варвак П.М. Метод конечних элементов: учебное пособие для втузов / П.М. Варвак, И.М. Бузун, А.С. Городецкий и др. – Киев: Вища школа, 1981. – 176 с.

4 Габасов Рафаил. Конструктивные методы оптимизации. – Минск: Изд-во «Университетское», 1986. – 224 с.

5 Конечные элементы и аппроксимация / Под ред. Н.С. Бахвалова. – М.: Мир, 1986. – 318 с.

 


 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

 

к лабораторным, контрольным и самостоятельным работам

 

по дисциплине

 

«Автоматизированное проектирование оптимальных конструкций»

 

 

для студентов очной и заочной форм обучения

специальности 7.080402

 

Составители: Короткий Сергей Александрович,

Шабалина Юлия Анатольевна,

Таран Светлана Викторовна

 

Редактор Хахина Нелли Александровна

 

 

Подп. в печ. Формат 60х90.16.

Ризографич. печать. Усл. печ.л. 4,5. Уч.-изд. л. 3,24.

Тираж 60 экз.

ДГМА, 84313, г. Краматорск, ул. Шкадинова, 72

 


 

Поделиться:





Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 megalektsii.ru Все авторские права принадлежат авторам лекционных материалов. Обратная связь с нами...