Isight基于多学科的柴油机典型结构优化设计(4)

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 掌握已知资料的柴油机连杆相关数据并结合已知某柴油机连杆的参数通过SolidWorks绘图软件构件参数化模型；

 将绘制完成后的连杆零件图导入ANSYS软件中进行受压分析，受拉分析和模态分析；

 在优化软件Isight中利用梯度优化算法集成SolidWorks绘图软件和ANSYS进行优化，分析优化结果；

 在上步的基础上结合试验设计（DOE）和组合优化策略集成SolidWorks绘图软件和ANSYS进行优化，分析优化结果；

 在第四步的基础上结合基于近似模型的全局优化集成SolidWorks绘图软件和ANSYS进行优化,分析优化结果并比较三种结果的优劣。

1.5 本章小结

本章首先介绍了多学科优化设计的概念方法和国内外的发展现状，同时简单的介绍了柴油机工业发展所面临的问题和挑战。接下来介绍了柴油机连杆工作原理及连杆结构设计发展的现状，连杆动力学主要研究内容。最后指出了本文的研究对象及其主要工作内容。

第二章柴油机连杆的多学科分析

2.1 建模软件SolidWorks的简介

SolidWorks软件是美国著名的三维CAD软件开发供应商SolidWorks公司开发的三维机械设计软件，它是一个基于特征的参数化实体建模设计工具，该软件在操作平台上采用了Windows图形用户界面，在技术上基于Parasolid图形语言平台，易学易用，可以建立全相关的三维实体模型，设计过程中，实体之间可以存在或者不存在约束关系。同时，该软件可以利用自动的或用户自定义的约束关系来体现设计意图。SolidWorks 能够提供不同的设计方案、减少设计过程中的错误以及大大提高了产品的质量。它既提供可行性强大的功能，同时对使用者来说，容易上手、操作便捷。

就习惯微软的Windows系统的使用者而言，完全可以用SolidWorks 来做设计了。它独有且强大的拖拽功能让使用者在较短的时间内完成装配设计。与Windows资源管理器一样，SolidWorks资源管理器属于CAD文件管理器，可以方便地管理和使用CAD文件。使用SolidWorks能在比较短的时间内完成更多的工作，能够快速地提高质量的产品。

　　在目前市场上三维CAD解决方案中，SolidWorks是功能强大但同时设计过程比较简便的软件之一。在强大的设计功能和易学易用的操作（包括Windows系统风格的拖/放、点/击、剪切/粘贴）协同下，在SolidWorks界面中，整个产品设计是完完全全可编辑的，同时可以将零件设计、装配设计和工程图相互关联起来。

2.2 有限元分析软件ANSYS的介绍

ANSYS软件是融合结构、热、流体、电磁、声学于一体的大型计算机辅助工程（CAE，Computer Aided Engineering）通用有限元分析软件，广泛应用于各个工程领域包括核工业、铁道、石油化工、航空航天、机械制造、能源、汽车交通、国防军工、电子、土木工程、造船、生物医学、轻工、地矿、水利、日用家电等，由于工程中的结构几何外形复杂，所受载荷也相当多，通过理论分析进行求解往往无法进行，而通过有限元软件获得数值解是很好的解决办法。ANSYS主要分析实际结构在受到外载荷作用后所出现的位移应力应变等响应，根据响应可以知道结构所处的状态，从而判断结构是否符合设计要求。该软件可在大多数计算机及操作系统（如Windows、UNIX、Linux等）中运行，ASYS文件在其所有的产品系列能和好的兼容包括PC、工作站和巨型计算机工作平台等。ANSYS包含多物理场耦合的功能，可以在模型上进行各式各样的耦合计算，如磁-结构耦合、热-结构耦合及电-磁-流体-热耦合，在PC上生成的模型同样可以运行于巨型机上，这样就确保了ANSYS对多领域多变工程问题的求解。