Презентация "Дискретная оптимизация в MSC.Nastran" по информатике – проект, доклад

Дискретная оптимизация в MSC.Nastran

С.А. Сергиевский Московское представительство MSC.Software Corporation

MSC.Nastran 2001: дискретная оптимизация

Переменные проектирования – величины действительные Результаты решения оптимизационной задачи с помощью MSC.Nastran версий до 2001 – действительные значения с не определенными заранее величинами (в пределах допустимого интервала значений) Пример: оптимальное значение толщины i-ой панели ti опт = 1,678 мм заводской ограничитель: допустимые значения 1,2; 1,5; 2,0; 2,5 мм MSC.Nastran 2001 решает оптимизационную задачу с учетом требуемой дискретности допустимых значений параметров

Дискретная оптимизация: управление решением

DESVAR - оператор описания переменной проектирования ID – идентификационный номер оператора LABEL – имя переменной XINIT – исходное значение переменной проектирования XLB – нижняя граница допускаемого значения XUB – верхняя граница допускаемого значения DELXV – относительное значение допустимой величины изменения переменной проектирования на одном шаге DDVAL – идентификационный номер оператора DDVAL, описывающего допустимые дискретные значения переменной

DDVAL - оператор задания допустимых дискретных значений переменной проектирования ID – идентификационный номер оператора DVALi – допустимые дискретные значения THRU – ключевое слово (обозначает интервал допустимых значений) DVAL1 – нижняя граница допускаемого значения DVAL – верхняя граница допускаемого значения BY – ключевое слово (обозначает инкремент допустимых значений) INC – величина инкремента допустимых значений переменных

DOPTPRM - оператор задания параметров решения задачи оптимизации DISCOD – идентификатор метода дискретной оптимизации Vdiscod – значение параметра DISCOD DISBEG – номер цикла решения задачи, начиная с которого выполняется дискретная оптимизация Vdisbeg – значение параметра DISBEG

Пример решения задачи дискретной оптимизации

Оптимизация открытой хвостовой фермы вертолета (Э.Хог, Я. Арора. Прикладное оптимальное проектирование. – М.: “Мир”, 1983)

Минимизировать массу стержневой конструкции. Максимальное перемещение точки приложения нагрузки не должно превышать 20 мм по осям Y и Z. Первая частота собственных колебаний должна быть не менее 27,5 Гц. Минимальная величина поперечного сечения стержней 100 мм2, дискретность допустимых значений - 100 мм2

Входной файл для решения задачи дискретной оптимизации

SOL 200 TIME 10000 CEND DESOBJ(MIN) = 101 DESSUB = 201 SPC = 1 SUBCASE 1 ANALYSIS = STATICS DESSUB = 201 DISPLACEMENT = ALL STRESS(CORNER) = ALL LOAD = 1 SUBCASE 2 ANALYSIS = MODES DESSUB = 501 METHOD = 1 BEGIN BULK $PARAM,POST,-1 PARAM,AUTOSPC,YES PARAM,K6ROT,100. PARAM,MAXRATIO,1.E+8 PARAM,GRDPNT,0

$*********************************** $ ANALYSIS MODEL $*********************************** FORCE,1,30,0,1.,0.,2900226.,0. EIGRL,1,0.,1000.,5 . Операторы описания КЭМ (GRID’ы, CROD’ы, PROD’ы, RBE, SPC’ы, MAT1) . $*********************************** $ DESIGN MODEL $*********************************** DESVAR, 1,A1,645.16,0.01,1.0E+20, ,1 DESVAR, 2,A2,645.16,0.01,1.0E+20, ,2 DESVAR, 3,A3,645.16,0.01,1.0E+20, ,3 DESVAR, 4,A4,645.16,0.01,1.0E+20, ,4 DESVAR, 5,A5,645.16,0.01,1.0E+20, ,5 DESVAR, 6,A6,645.16,0.01,1.0E+20, ,6 DESVAR, 7,A7,645.16,0.01,1.0E+20, ,7 $

DDVAL,1,100.,THRU,10000.,BY,100. DDVAL,2,100.,THRU,10000.,BY,100. DDVAL,3,100.,THRU,10000.,BY,100. DDVAL,4,100.,THRU,10000.,BY,100. DDVAL,5,100.,THRU,10000.,BY,100. DDVAL,6,100.,THRU,10000.,BY,100. DDVAL,7,100.,THRU,10000.,BY,100. $ DVPREL1, 1,PROD, 1, 4,0.01,1.0E+20, , ,+ +, 1,1.0 DVPREL1, 2,PROD, 2, 4,0.01,1.0E+20, , ,+ +, 2,1.0 DVPREL1, 3,PROD, 3, 4,0.01,1.0E+20, , ,+ +, 3,1.0 DVPREL1, 4,PROD, 4, 4,0.01,1.0E+20, , ,+ +, 4,1.0 DVPREL1, 5,PROD, 5, 4,0.01,1.0E+20, , ,+ +, 5,1.0 DVPREL1, 6,PROD, 6, 4,0.01,1.0E+20, , ,+ +, 6,1.0 DVPREL1, 7,PROD, 7, 4,0.01,1.0E+20, , ,+ +, 7,1.0 $ DRESP1,101,W,WEIGHT $

DRESP1,301,Y30,DISP, , ,2, ,30 DRESP1,302,Z30,DISP, , ,3, ,30 DCONSTR,201,301,-20.,+20. DCONSTR,201,302,-20.,+20. $ DRESP1,401,STRESS1,STRESS,PROD, ,2, ,1 DRESP1,402,STRESS2,STRESS,PROD, ,2, ,2 DRESP1,403,STRESS3,STRESS,PROD, ,2, ,3 DRESP1,404,STRESS4,STRESS,PROD, ,2, ,4 DRESP1,405,STRESS5,STRESS,PROD, ,2, ,5 DRESP1,406,STRESS6,STRESS,PROD, ,2, ,6 DRESP1,407,STRESS7,STRESS,PROD, ,2, ,7 DCONSTR,201,401,-2.0E+5,2.0E+5 DCONSTR,201,402,-2.0E+5,2.0E+5 DCONSTR,201,403,-2.0E+5,2.0E+5 DCONSTR,201,404,-2.0E+5,2.0E+5 DCONSTR,201,405,-2.0E+5,2.0E+5 DCONSTR,201,406,-2.0E+5,2.0E+5 DCONSTR,201,407,-2.0E+5,2.0E+5 $ DRESP1,501,E1,EIGN, , ,1 DCONSTR,501,501,30000.,1.0E+6 $ DOPTPRM,IPRINT,0,DESMAX,20,P1,1,P2,15 $ ENDDATA

Результаты решения

Заключение

Дискретная оптимизация в MSC.Nastran – эффективный инструмент решения реальных задач разработки новых изделий