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Ansys优化设置-Optislang

1天前浏览6
本次分享是在上次分享基础上进行的,需要有一定的基础认识。以下是上次的分享,采用workbench topology 拓扑优化以及optimization尺寸优化的案例流程分享,建议大家先看这个,上链接:
优化设计实例——固定支架优化设计

optiSlang

optiSLang 是虚拟样机中基于 CAE 优化的领先通用软件平台之一。基于设计变化或测量和观察点,您可以在最小用户输入和少量求解器调用的情况下进行高效的变差分析。

支持:

  • 将虚拟模型校准到物理测试

  • 参数敏感性及重要性分析

  • Metamodeling  元模型

  • 产品性能优化

  • 产品鲁棒性和可靠性量化,也称为不确定性量化(UQ)

  • 稳健设计优化(RDO),也称为六西格玛设计(DFSS)

optiSLang 还包含一个强大的仿真工作流程环境。该软件是使用参数模型进行敏感性分析、优化和稳健性评估的仿真驱动工作流程生成的完美工具。


网上的案例或者知识很少,功夫不负有心人,还是让机电君摸到了门路。跟小伙伴们分享以下,给大家节省点时间。


书接上文


尺寸优化

尺寸优化思路:在原结构基础上,建立参数化尺寸,根据空间尺寸对其进行约束;对目标值(质量、位移、应力、应变)等进行限制,最终输出符合要求的尺寸结构。


参数化设置

完成拓扑优化及模型更新修改之后,进入对筋板结构的尺寸优化项目中。DM中建筋板截面草图,然后对截面尺寸参数化,如图所示。分别单击尺寸前端小方格,在弹出的窗口中将筋板长度重新命名,如Length,同理,筋板高度命名为Height,厚度命名Width。(此处选择简单参数,便于迅速对流程进行熟悉操作

对模型质量、最大变形和最大应力值进行参数化,以同样的方式单击前端小方格,出现P字样图标即表示完成。



拉取optiSLang里的Optimization,采用自适应最优预后代理模型。

以下展示两种操作方式,本次采用workbench进行。


参数范围设置

拉取optiSLang里的Optimization,采用自适应最优预后代理模型后,需要设置参数化变量的取值范围。如下图所示:


目标函数、约束设置

设置约束条件以及目标值,此处设置质量最小为目标:约束条件:变形小于0.9mm,应力小于160MPa。


穿插知识点:多目标——OCO功能介绍

设置约束条件以及目标值,多目标优化时候可以选择—OCO(One click Optimization)

OCO是Ansys 开发的一种混合和动态优化方法。有效的结合了高保真(Direct)和低保真(Mop)辅助搜索策略。是通用优化器,自动和迭代的选择OptiSlang的最优化方法。

OCO具有动态和适应性,根据算法行为,可以持续使用一个算法也可以在不同算法中切换,以求得最好的预期结果。


求解设置计算

设置样品点数,越多越准确;设置优化算法。


计算结果


查看结果


补充说明:

案例并没有进行敏感度分析,以及Tradeoff输出。(如果想分析,workbench拉入即可,或者如果采用的是OptiSlang本身分析就需要先进行敏感分析)

1.Sensitivities:目标函数对参数的敏感度,越大表示影响越大,正值表示正相关,负值表示负相关。

2.Tradeoff输出:权衡分析,多个目标之间的关系。一般散点图形式呈现,XY分别表示不同的目标值,均是可行的,表示冲突本质,展示出设计的矛盾,支持设计者根据设计要求取舍。

帕累托解:无法在一个目标不变差的基础上使另一个目标变好

简单介绍:optiSLang单独界面操作流程

上文已经把基本流程都介绍了,因为Ansys产品一般会有两种打开方式,一个是基于大平台workbench便于数据交互,且一般操作较为简单;另一种是独立的界面操作。以下就是对独立optiSLang的操作流程进行简单介绍:
1. 打开程序,在所有应用Ansys文件下,选择optiSlang
2. 新建
3.拖入右上角Wizards中的第一个Solver wizards
英语的重要体现,Wizard向导,所以就是操作流程,顺序进行就好了
Sensitivity wizards
Optimization wizards
其余操作流程与Ansys workbench中的比较接近,不做赘述了,如果小伙伴们有问题,可以后台私信沟通。

原创资料,仅限内部分享,禁止商用

来源:机电君
Workbench结构基础拓扑优化通用OptiSlangANSYSMETA
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-09-24
最近编辑:1天前
ErNan.Chen🍃
硕士 | CAE工程师 即物而穷其理
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轴承的破坏形式

1. 疲劳破坏(接触疲劳)(1)表现形式表面剥落(Spalling/Pitting):滚动体与滚道接触面因循环应力产生微观裂纹,逐渐扩展形成片状剥落(常见于点蚀或麻点)。剥落扩展:从局部剥落发展为大面积剥落,导致振动和噪音增大。(2)主要原因载荷过大或 冲击载荷 导致接触应力超过材料疲劳极限。润滑不良,油膜破裂导致金属直接接触。材料缺陷(如夹杂物、气泡)加速疲劳裂纹萌生。(3)预防措施选择合适承载能力的轴承。保证良好润滑(如使用极压润滑脂)。避免过载和冲击载荷。2. 磨损破坏(1)表现形式磨粒磨损:杂质(灰尘、金属屑)进入轴承,划伤滚道或滚动体表面。粘着磨损(胶合):润滑失效时,金属表面直接接触并粘着撕裂(常见于高速重载工况)。(2)主要原因润滑不足或润滑油污染。密封失效,导致外部颗粒侵入。装配不当(如轴不对中)。(3)预防措施加强密封(如采用迷宫密封或橡胶密封圈)。定期更换清洁润滑油。确保装配精度(如控制轴和轴承座的同轴度)。3. 腐蚀破坏(1)表现形式锈蚀:轴承表面出现红褐色锈斑(尤其在潮湿或酸性环境中)。微动腐蚀:配合面因微小振动发生氧化磨损(常见于轴承与轴/座的过盈配合处)。(2)主要原因水分或腐蚀性介质侵入(如海水、酸雾)。长期停机未防护,导致冷凝水积聚。电流腐蚀(如电焊电流通过轴承)。(3)预防措施选用不锈钢轴承或表面镀层(如镀铬)。储存时涂防锈油,运行时保持润滑密封。避免杂散电流通过轴承。4. 塑性变形(压痕)(1)表现形式滚道压痕:滚动体与滚道接触区出现永久性凹坑(静载过载或冲击导致)。布氏压痕:装配时敲击不当造成的局部变形。(2)主要原因静态载荷过大(如设备长期停机时承受重压)。安装时暴力敲击。异物卡入(如硬颗粒嵌入滚道)。(3)预防措施避免轴承在静止状态下承受极端载荷。使用液压工具安装,禁止直接锤击。保持工作环境清洁。5. 断裂破坏(1)表现形式内外圈断裂:轴承套圈出现径向或轴向裂纹。滚动体碎裂:钢球或滚子断裂(常见于陶瓷滚动体)。(2)主要原因过大的冲击载荷(如突然卡死)。配合过紧导致内圈胀裂或外圈压裂。材料缺陷(如热处理不当)。(3)预防措施避免过盈量过大(参考标准配合公差)。控制冲击载荷(如加装减震装置)。选择高韧性材料(如渗碳钢)。6. 过热失效(烧伤)(1)表现形式表面变色(蓝色或黑色):因高温导致材料回火或氧化。润滑脂碳化:高温下润滑脂干涸结块。(2)主要原因润滑不足或润滑脂选型错误(如高速下油脂黏度过高)。高速运转导致温升过高。冷却不良(如风机轴承散热不足)。(3)预防措施选用高速润滑脂或油雾润滑。监控轴承温度(建议<90℃)。改善散热条件(如增加散热鳍片)。7. 电流腐蚀(电蚀)(1)表现形式波纹状蚀坑:电流通过时产生电火花腐蚀滚道表面(常见于变频电机轴承)。润滑脂导电变质。(2)主要原因轴电流(如变频器产生的高频漏电流)。(3)预防措施使用绝缘轴承(如陶瓷滚动体或绝缘涂层)。加装接地碳刷或旁路导电装置。总结:轴承破坏的主要原因破坏类型 主要原因 典型表现 预防方法 疲劳循环应力、润滑不良 剥落、麻点 优化载荷、加强润滑 磨损杂质侵入、润滑不足 划痕、胶合 密封防尘、定期换油 腐蚀水分、酸碱介质 锈斑、微动磨损 防锈处理、避免潮湿 塑性变形过载、冲击 压痕、凹坑 规范安装、避免静载过载 断裂冲击、配合过紧 裂纹、碎裂 控制过盈量、减震 过热高速、润滑失效 变色、油脂碳化 改善散热、选用耐高温油脂 电蚀轴电流 波纹状蚀坑 绝缘处理、接地 关键建议定期维护:检查润滑状态、振动和温度。正确安装:使用专用工具,避免敲击。工况匹配:根据载荷、转速、环境选择轴承类型(如深沟球轴承、圆柱滚子轴承等)。通过分析破坏形式,可针对性改进设计和使用方式,大幅延长轴承寿命。在相同尺寸的轴承中,静载承受力(基本额定静载荷)的大小主要取决于轴承的类型和设计。以下是常见轴承类型的静载能力对比及选择建议:1. 滚子轴承 > 球轴承圆锥滚子轴承、圆柱滚子轴承和调心滚子轴承的静载能力通常显著高于同尺寸的球轴承(如深沟球轴承、角接触球轴承)。原因:滚子与滚道是线接触,接触面积更大,应力分布更均匀。举例:相同内径下,圆柱滚子轴承的静载能力可能是深沟球轴承的2-3倍。2. 球轴承中的静载排序角接触球轴承 > 深沟球轴承角接触轴承因接触角设计,能承受更高的轴向和径向组合载荷。推力球轴承(仅轴向静载)的轴向静载能力可能较高,但径向静载能力几乎为零。3. 特殊高静载设计满装滚子轴承(无保持架):因滚动体数量更多,静载能力进一步提升,但转速受限。推力圆柱滚子轴承:专为高轴向静载设计(如重型垂直轴应用)。选择建议纯径向静载:优先选圆柱滚子轴承(如NU、NJ型)。组合载荷:选圆锥滚子轴承或调心滚子轴承(后者还能容忍不对中)。紧凑型需求:角接触球轴承(成对使用可提升静载能力)。注意事项静载能力需参考轴承手册中的基本额定静载荷(C₀)值。实际应用中需考虑安全系数,避免冲击载荷或极端工况导致变形。内部分享,尊重原创来源:机电君

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