搜索某電子產品結構優(yōu)化設計----ISIGHT二次開發(fā)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(tǒng)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(xié)同效應,只能獲得局部最優(yōu)解,很有可能失
去全局最優(yōu)解,而且設計周期長、成本高。
?多學科設計優(yōu)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(fā),實現電子散熱板設計-仿真-優(yōu)化-優(yōu)化結果報告的自動化執(zhí)行。
?極大縮短了產品的設計研發(fā)周期,對產品研發(fā)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(huán)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(jié)固有頻率
設計變量
約束
Mass ≦ 0.5 kg
優(yōu)化目標
MinTemperature = f(x) ≦ 60 ℃
MaxFirstFreq = g(x) ≦ 40 Hz
三. 整體開發(fā)架構
四. 優(yōu)化設計流程
五. 優(yōu)化算法
由于設計變量和優(yōu)化目標之間呈高度的非線性關系,此次選用SQP(序列二次規(guī)劃算法)進行優(yōu)化。
SQP是一種基于梯度優(yōu)化算法,被公認為求解非線性規(guī)劃問題的最優(yōu)秀算法之一。
六. 自動創(chuàng)建的優(yōu)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(yōu)化模型的創(chuàng)建通過ISIGHT開放的API接口實現,設計變量及優(yōu)化目標個數較少,優(yōu)化算法以確定并驗證通過,可實現全自動建模-仿真-優(yōu)化-報告輸出。
3. 該項目屬于isight-application類型開發(fā),程序運行是以后臺調用的方式實現;后續(xù)項目中,如果客戶要求,可以程序執(zhí)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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