[发明专利]一种伸缩吊臂静态模型的集成优化方法

摘要

本发明公开了一种伸缩吊臂的静态模型的集成优化方法，利用ISIGHT多学科优化平台和ANSYS有限元分析软件进行集成优化。通过集成ISIGHT优化平台与ANSYS分析软件可以用来解决不同的分析问题，并且可以嵌套和组合任意的求解策略。通过对设计问题智能化的探索，不断选择新的设计初始值，从而进行自动地仿真和优化。在每次循环分析的过程中，ISIGHT可以实现实时的监控，产品的设计参数输入和性能参数输出都可以在过程中显示，方便设计人员进行监控。通过本发明的优化，最终获得令伸缩吊臂强度刚度性能更优的全局解，在保证伸缩吊臂承载能力的前提下进一步减小了吊臂的整体体积，在实际使用中取得了良好的效果。

主权项

一种伸缩吊臂静态模型的集成优化方法，其特征在于：包括以下步骤：⑴在ANSYS有限元分析软件中建立吊臂静态模型，并通过对吊臂强度刚度进行分析后得到集成优化的input输入文件和output输出文件；⑵ANSYS通过编程的方式与ISIGHT进行集成，选取输入文件中的相关参数作为优化问题的设计变量；⑶采用批处理的方式借助analysis.bat脚本的方式驱动ANSYS进行有限元分析；⑷读取输出文件，从中调取吊臂优化问题的目标值、约束值和设计变量优化值；⑸利用ISIGHT中的优化算法进行设计参数的修正，并将修正后的参数值重新返回到输入文件中，传递至ANSYS进行下一轮优化迭代；⑹直到输出文件传递出的约束值符合问题需求，则集成优化结束，输出全局最优解；建立吊臂静态模型时，首先确定伸缩吊臂的设计变量、体积目标函数和若干个强度刚度性能约束条件，然后根据这些参量建立吊臂模型；所述伸缩吊臂的设计变量、体积目标函数和强度刚度约束条件如下：X＝[H,W,ω,R1～Rn+1,A1～An+1]Tminf＝V10.8≤ω≤1.0,0.57≤H≤0.612,0.37≤W≤0.404,0≤DOF≤0.5,S1,S2,…,S9≤4.84×108其中，伸缩吊臂的设计变量集合X中，H为伸缩吊臂基本臂的高度；W为基本臂的宽度；ω为吊臂下截面NURBS曲线的权重值；R1～Rn+1分别为吊臂基本臂直至n个伸臂的上半截面板厚；A1～An+1分别为吊臂基本臂直至n个伸臂上下板厚度差值，DOF为吊臂挠度值约束；S1～S9为选定的吊臂危险截面处的9个主要节点的应力约束；min f为吊臂的体积V1目标函数。