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結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計一般需要經(jīng)歷費時的結(jié)構(gòu)性能分析過程。對于較為復雜的結(jié)構(gòu)而言，不但需要對多個相關(guān)的部件進行有限元分析，而且對同一部件需要進行多種類型的有限元分析(包括靜態(tài)分析、模態(tài)分析和瞬態(tài)分析)。因此，如何提高分析效率成為復雜結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的關(guān)鍵問題之一。
目前，提高分析效率的方法主要包括近似分析技術(shù)和分布式計算技術(shù)兩類。近似分析技術(shù)研究在滿足足夠計算精度的前提下如何使分析模型盡可能簡單。近似分析技術(shù)可以有效縮短性能函數(shù)的分析時間，但是這些方法的應用往往需要前期的大量準備工作，并存在分析精度問題。分布式計算技術(shù)通過充分利用網(wǎng)絡(luò)計算資源實現(xiàn)高精度結(jié)構(gòu)性能模擬，并從整體上保證了較高的分析效率。本研究以復雜結(jié)構(gòu)靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化設(shè)計為例，詳細探討應用分布式計算技術(shù)實現(xiàn)并行有限元分析的策略和方法。
復雜結(jié)構(gòu)靜動態(tài)協(xié)同優(yōu)化設(shè)計中的多個子優(yōu)化問題在優(yōu)化過程中都要提出有限元分析的要求，按順序完成這些任務使得優(yōu)化效率極其低下。如圖所示，通過有限元分析協(xié)調(diào)引擎在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下分配分析任務，從而實現(xiàn)分布式并行分析，可以有效提高分析效率。有限元分析協(xié)調(diào)引擎響應各個子優(yōu)化問題提出的分析請求，并根據(jù)現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)計算資源進行規(guī)劃，將各有限元分析任務定位于確定的網(wǎng)絡(luò)資源。網(wǎng)絡(luò)上的有限元分析機在接受分析任務后與對應的子優(yōu)化問題建立直接鏈接，獨立、自主地完成分配的任務，并把有限元后處理產(chǎn)生的分析結(jié)果發(fā)送到這個子優(yōu)化問題。
實現(xiàn)上述過程，需要解決參數(shù)化有限元分析方法、有限元分析過程自動化和有限元分析任務動態(tài)分配等幾個關(guān)鍵問題。
利用MSC/PATRAN和MSC/NASTRAN作為有限元分析工具。通過PCL語言(MSC/PATRAN Command Language)編程開發(fā)參數(shù)化有限元分析程序。
專業(yè)從事機械產(chǎn)品設(shè)計│有限元分析│強度分析│結(jié)構(gòu)優(yōu)化│技術(shù)服務與解決方案
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