Femap with NX Nastran Design Optimization

•    Снижение проектного риска за счет оценки комплексных взаимосвязей между конструктивными параметрами и то, как изменения в конструкции влияют на эти взаимосвязи

•    Уверенность в том, что ваш продукт будет соответствовать спецификации при различных условиях эксплуатации и производственных допусках

•    Внедрение инноваций путем разработки новых вариантов конструкций, которые будут удовлетворять всем техническим требованиям

•    Сокращение времени выхода на рынок за счет автоматизации вариантного моделирования без трудоемких ручных операций

 

Автоматизация поиска наилучшей производительности

Разработка и производство инновационного продукта, который отвечает заданным требованиям производительности - это цель каждого предприятия. Применяя оптимизацию, инженер улучшает свой продукт до наилучших технических показателей при одновременном снижении его стоимости. Проекты могут содержать тысячи переменных параметров, и поиск оптимального решения традиционными ручными методами в лучшем случае ведется наугад. Модуль NX™ Nastran Optimization® предназначен для автоматической последовательной оптимизации конструкции путем сравнения производительности для различных вариантов проектного решения с учетом заложенной спецификации.

                        Традиционный цикл разработки «создание-тестирование-обработка-результатов-улучшение», как правило, включает большое количество ручных итераций. Однако, вручную можно исследовать чувствительность конструкции к изменению какого-то одного параметра за одну итерацию. NX Nastran – Optimization упрощает и автоматизирует этот процесс путем использования сложных алгоритмов для поиска в пространстве проектных решений наилучшей комбинации параметров, которые оптимальны с точки зрения конструкции и производительности.

Оптимальные характеристики рассчитываются на основе заданных пользователем ограничений, таких как минимальный вес, форма, минимальное напряжение или деформация. В ходе оптимизации можно варьировать параметры геометрии, материалов, свойств соединений и др.

Примерами, когда оптимизация играет ключевую роль могут служить снижение веса и напряжений для конструкции воздушного судна, оптимизация геометрической формы для продуктов с ограничениями на упаковку, многодисциплинарные вариантные исследования, такие как долговечность транспортного средства по отношению к его вибрационным характеристикам.

 

Основные возможности

Оптимизация проекта и анализ чувствительности проводятся на основе результатов других типов анализов:

•    Линейная статика, нормальные колебания и устойчивость

•    Временной отклик, частотный отклик и акустика

•    Статическая аэроупругость и вибрация

•    На основе суперэлементов

 

Все фазы оптимизации и анализа чувствительности могут быть выполнены за один запуск решателя NX Nastran. Перечень видов анализа, доступных для оптимизации, приведен в таблице 1:

Переменные проекта – это переменные, заданные инженером, где:

•    Переменные формы связаны с точками сетки конечных элементов

•    Размерные переменные связаны со свойствами конечных элементов

•    Переменные формы и размера могут быть задействованы в одном прогоне

 

Эффективные алгоритмы оптимизации позволяют использовать сотни проектных переменных и откликов для больших моделей.

Методы повышения эффективности:

•    Связь проектных переменных: несколько проектных переменных могут быть связаны

•    Методы аппроксимации: доступно три метода

•    Гибкие оптимизационные алгоритмы: доступно три метода

•    Удаление и разбиение ограничений: используются только критические ограничения

•    Повторный запуск: оптимизация может быть перезапущена после завершения цикла проектирования и продолжена

•    Настраиваемые критерии сходимости и гибкие допуски:  для улучшения сходимости

•    Решатель разреженных матриц: высокая скорость и минимальный объем памяти

•    Сопряженный анализ чувствительности

•    Переключение режима

 

Входной проект – Максимальное напряжение = 14 МПа.
Оптимизированный проект – Максимальное напряжение = 4 МПа.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Откликом может быть проектное задание или ограничения производительности. Возможные отклики:

•    Стандартные (см. таблицу2)

•    Пользовательские комбинации стандартных откликов

  

 Пользовательские уравнения позволяют синтезировать цель, ограничения и свойства:

·  Среднеквадратические типы откликов

·  Стоимость  и другие распределенные цели

·  Обновление модели для соответствия тестовым данным

·  Свойства балки как функция составных размеров

·  Минимизация амплитуды отклика

Рекомендуем прочитать