搜索某電子產品結構優化設計----ISIGHT二次開發案例
2016-10-24 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
一. 背景介紹
?針對電子設備小型化,輕量化的設計要求,傳統的串行設計思路沒有考慮到各個學科之間的相互耦合而產生的協同效應,只能獲得局部最優解,很有可能失
去全局最優解,而且設計周期長、成本高。
?多學科設計優化MDO正是針對這一問題提出的新研究領域,可對產品的整體性能起到極大地促進作用。
?在此基礎上,我們通過isight/abaqus的API接口,對本項目進行了定制化開發,實現電子散熱板設計-仿真-優化-優化結果報告的自動化執行。
?極大縮短了產品的設計研發周期,對產品研發設計工作具有很好的指導意義。
二. 問題描述
該型號電子設備工況環境惡劣,收到的振動沖擊較大;為避免共振,設備的固有頻率應避開振動激勵的頻率,兩者比值應大于2.5;同時由于元器件的溫度過高會導致熱失效,該設備對散熱要求比較高。本項目圍繞該部件振動和散熱性能來展開。
部件中各個元器件的布局固定,整體性能的提高依賴部件的結構,三要素如下:
1. 設計變量
散熱肋片數量
散熱肋片高度
散熱肋片厚度
散熱肋片長度
熱擴展面厚度
熱沉基座厚度
2. 約束
Mass
3. 設計目標
溫度
第一節固有頻率
設計變量
約束
Mass ≦ 0.5 kg
優化目標
MinTemperature = f(x) ≦ 60 ℃
MaxFirstFreq = g(x) ≦ 40 Hz
三. 整體開發架構
四. 優化設計流程
五. 優化算法
由于設計變量和優化目標之間呈高度的非線性關系,此次選用SQP(序列二次規劃算法)進行優化。
SQP是一種基于梯度優化算法,被公認為求解非線性規劃問題的最優秀算法之一。
六. 自動創建的優化模型截圖
七. 生成報告截圖
八. 總結
1. 模型構型均屬于標準形狀,且裝配件較少,通過ABAQUS開放的API接口,可方便實現參數建模及仿真自動化。
2. 優化模型的創建通過ISIGHT開放的API接口實現,設計變量及優化目標個數較少,優化算法以確定并驗證通過,可實現全自動建模-仿真-優化-報告輸出。
3. 該項目屬于isight-application類型開發,程序運行是以后臺調用的方式實現;后續項目中,如果客戶要求,可以程序執行過程以信息輸出的方式(DOS窗口輸出/生成log文件等)進行實施顯示,方便客戶查看程序運行過程。
4. 對于不能實現參數化建模的項目,需借助模型模板庫和其他軟件工具(ANSAMORPH)輔助實現。
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