搜索某电子产品结构优化设计----ISIGHT二次开发案例
2016-10-24 by:CAE仿真在线 来源:互联网
一. 背景介绍
•针对电子设备小型化,轻量化的设计要求,传统的串行设计思路没有考虑到各个学科之间的相互耦合而产生的协同效应,只能获得局部最优解,很有可能失
去全局最优解,而且设计周期长、成本高。
•多学科设计优化MDO正是针对这一问题提出的新研究领域,可对产品的整体性能起到极大地促进作用。
•在此基础上,我们通过isight/abaqus的API接口,对本项目进行了定制化开发,实现电子散热板设计-仿真-优化-优化结果报告的自动化执行。
•极大缩短了产品的设计研发周期,对产品研发设计工作具有很好的指导意义。
二. 问题描述
该型号电子设备工况环境恶劣,收到的振动冲击较大;为避免共振,设备的固有频率应避开振动激励的频率,两者比值应大于2.5;同时由于元器件的温度过高会导致热失效,该设备对散热要求比较高。本项目围绕该部件振动和散热性能来展开。
部件中各个元器件的布局固定,整体性能的提高依赖部件的结构,三要素如下:
1. 设计变量
散热肋片数量
散热肋片高度
散热肋片厚度
散热肋片长度
热扩展面厚度
熱沉基座厚度
2. 约束
Mass
3. 设计目标
温度
第一节固有频率
设计变量
约束
Mass ≦ 0.5 kg
优化目标
MinTemperature = f(x) ≦ 60 ℃
MaxFirstFreq = g(x) ≦ 40 Hz
三. 整体开发架构
四. 优化设计流程
五. 优化算法
由于设计变量和优化目标之间呈高度的非线性关系,此次选用SQP(序列二次规划算法)进行优化。
SQP是一种基于梯度优化算法,被公认为求解非线性规划问题的最优秀算法之一。
六. 自动创建的优化模型截图
七. 生成报告截图
八. 总结
1. 模型构型均属于标准形状,且装配件较少,通过ABAQUS开放的API接口,可方便实现参数建模及仿真自动化。
2. 优化模型的创建通过ISIGHT开放的API接口实现,设计变量及优化目标个数较少,优化算法以确定并验证通过,可实现全自动建模-仿真-优化-报告输出。
3. 该项目属于isight-application类型开发,程序运行是以后台调用的方式实现;后续项目中,如果客户要求,可以程序执行过程以信息输出的方式(DOS窗口输出/生成log文件等)进行实施显示,方便客户查看程序运行过程。
4. 对于不能实现参数化建模的项目,需借助模型模板库和其他软件工具(ANSAMORPH)辅助实现。
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