3. Оптимизация модели.

   1. Постановка задачи оптимизации.

Целью оптимизации является уменьшение расхода материала при изготовлении данной конструкции с учетом приложенныхнагрузок.

В качестве оптимизируемых параметров возьмем:

• ширина каркаса грейдера(P11 - XYPlane.V2) – 270…330;

• толщину стенкикорпуса(P9 - Thin2.FD1) – 6,3…7,7;

Критерии оптимальности:

• максимальное суммарное перемещение(TotalDeformationMaximum) – min

• масса(Solid Mass) – min

Функциональные ограничения:

• максимальное эквивалентное напряжение (EquivalentStressMaximum) не должно превышать предела текучести(250 МПа);

2. Генерация оптимизируемых параметров.

В окне инструментов проекта (Toolbox) двойным нажатием левой кнопки мыши выбираем GoalDrivenOptimization (оптимизация управляемых параметров). Появится блок, содержащий все необходимые этапы выполнения оптимизации (рис. 5.1).

Рис. 5.1. GoalDrivenOptimization.

Рис. Схема проекта

ДвойнымнажатиемлевойклавишимышиоткрываемразделDesignofExperiments. В окне, отображенном на рисунке 5.2, показаны входные и выходные параметры оптимизации.

Рис. 5.2 Входные и выходные параметры оптимизации.

Для задания диапазона значений для входных параметров (рис.5.3, рис. 5.4, рис.5.5, рис. 5.6) необходимо левой клавишей мыши выбрать нужный параметр и в окне Propertiesуказать требуемый диапазон значений.

Рис. 5.3 Диапазон значений для параметра Thin2.FD1.

Рис. 5.4 Диапазон значений для параметра XYPlane.V2.

Метод для генерации проектных решений оставляем по умолчанию (рис. 5.6).

Рис.5.5 Выбор метода генерации оптимизируемых параметров.

После выполнения этапа DesignofExperiments получим следующие значения входных (рис.5.6) и выходных (рис.5.7) параметров:

Рис.5.6 Значения входных параметров.

Рис.5.7 Значения выходных параметров.

3. Построение поверхности отклика.

По сгенерированным точкам необходимо построить поверхность отклика с целью упрощения нахождения оптимальных решений.

Запускаем выполнение раздела ResponseSurface. Все параметры заданы по умолчанию.

Проанализируем результат. Для этого в дереве проекта Outlineвыбираемраздел Metrics =>GoodnessOfFit(рис. 5.9).

Рис. 5.8 Дерево проекта Outline.

На рисунке 5.9 поверхность отклика отображена серым цветом, чем

ближе к ней точки численных экспериментов, тем лучше.

Рис. 5.9 Поверхность отклика.

На рисунке 5.10множества парето-оптимальных решений.

Рис. 5.10Множества парето-оптимальных решений.

4. Выбор оптимальных решений.

В разделе Optimizationуказываем ограничения и ищем оптимальные решения (рис. 5.11).

Рис.5.11Результат выполнения оптимизации.

Таблица 1.

Параметры	Исходное решение	Оптимальное решение
Thin2.FD1(мм)	7	6.3007
XYPlane.V2(мм)	300	270.03
Total Dedormation Maximum(мм)	1,0887e-2	0.00993
Equivalent Stress Maximum(МПа)	6,9e+07	5,1e+07
Solid Mass(кг)	558,92	497.55

Самым лучшим решением в результате оптимизации оказалась точка с именем CandidateA(рис. 5.11), показывающая, что при минимизировании максимальных перемещений и эквивалентном напряжении, не превышающим предел текучести, получим уменьшение массы объекта на 11%.