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iSIGHT工程优化实例分前言随着设备向大型化、高速化等方向的发展，我们的工业设备（如高速列出、战斗机等）的复杂程度已远超乎平常人的想象，装备设计不单要用到大量的人力，甚至已牵涉到了数十门学科。
例如，高速车辆设计就涉及通信、控制、计算机、电子、电气、液压、多体动力学、空气动力学、结构力学、接触力学、疲劳、可靠性、维修性、保障性、安全性、测试性等若干学科。
随着时代的进步，如今每个学科领域都形成了自己特有研究方法与发展思路，因此在设计中如何增加各学科间的沟通与联系，形成一个统一各学科的综合设计方法（或平台），成为工程和学术界所关注的重点。
多年来，国外已在该领域做了许多著有成效的研究工作，并开始了多学科优化设计方面的研究。
就国外的研究现状而言，目前已经实现了部分学科的综合优化设计，并开发出了如iSIGHT、Optimus等多学科商业优化软件。
iSIGHT是一个通过软件协同驱动产品设计优化的多学科优化平台，它可以将数字技术、推理技术和设计搜索技术有效融合，并把大量需要人工完成的工作由软件实现自动化处理。
iSIGHT软件可以集成仿真代码并提供智能设计支持，对多个设计方案进行评估和研究，从而大大缩短了产品的设计周期，显著地提高了产品质量和可靠性。
目前市面上还没有关于iSIGHT的指导书籍，而查阅软件自带的英文帮助文档，对许多国内用户而言尚有一定的难度。
基于以上现状，作者根据利用iSIGHT做工程项目的经验编写了这本《iSIGHT工程优化实例》。
本书分为优化基础、工程实例和答疑解惑三个部分，其中工程实例中给出了涉及铁路、航空方面多个工程案例，以真实的工程背景使作者在最短的时间内掌握这款优化的软件。
本书在编写的过程中，从互联网上引用了部分资料，在此对原作者表示衷心地感谢！我要真诚地感谢大连交通大学（原大连铁道学院）和王生武教授，是他们给了我学习、接触和使用iSIGHT软件机会！仅以本书献给所有关心我的人！赵怀瑞2007年08月于西南交通大学目录第一章认识iSIGHT (1)1.1 iSIGHT软件简介 (1)1.2 iSIGHT工作原理简介 (5)1.3 iSIGHT结构层次 (6)第二章结构优化设计理论基础 (8)2.1 优化设计与数值分析的关系 (8)2.2 优化设计基本概念 (8)2.3 优化模型分类 (10)2.4 常用优化算法 (11)2.5大型结构优化策略与方法 (25)第三章iSIGHT软件界面与菜单介绍 (32)3.1 iSIGHT软件的启动 (32)3. 2 iSIGHT软件图形界面总论 (32)3.3 任务管理界面 (36)3.4 过程集成界面 (43)3.5 文件分析界面 (46)3.6 过程监控界面 (49)3.4 多学一招—C语言的格式化输入/输出 (53)第四章iSIGHT优化入门 (54)4.1 iSIGHT优化基本问题 (54)4.2 iSIGHT集成优化的一般步骤 (54)4.3 iSIGHT优化入门—水杯优化 (55)第五章模压强化工艺优化 (76)5.1 工程背景与概述 (76)5.2 优化问题描述 (76)5.3 集成软件的选择 (77)5.4有限元计算模型介绍 (77)5.5 模压强化优化模型 (78)5.8 iSIGHT集成优化 (81)5.9优化结果及其分析 (88)5.10 工程优化点评与提高 (89)第六章单梁起重机结构优化设计 (90)6.1 工程与概述 (90)6.2 优化问题描述 (90)6.3 集成软件的选择 (91)6.4起重机主梁校核有限元计算模型介绍 (92)6.5 主梁优化模型 (92)6.8 iSIGHT集成优化 (94)6.9优化结果及其分析 (99)6.10 工程优化点评与提高 (100)6.11 多学一招—ANSYS中结果输出方法 (100)第七章涡轮增压器压气机叶片优化设................................................... 错误!未定义书签。
基于iSIGHT的多学科设计优化平台的研究与实现一、本文概述随着现代工程技术的快速发展，产品设计的复杂性日益增加，涉及多个学科领域的知识和技术。
这种复杂性要求设计师在设计过程中必须考虑多种因素，如性能、成本、可靠性、可制造性等，从而实现整体最优设计。
然而，传统的设计优化方法往往只能针对单一学科进行优化，难以处理多学科之间的耦合和冲突。
因此，开发一种基于多学科设计优化（MDO）的平台，对于提高产品设计的质量和效率具有重要意义。
本文旨在研究并实现一种基于iSIGHT的多学科设计优化平台。
iSIGHT作为一种先进的优化算法平台，具有强大的优化求解能力和丰富的优化算法库，为多学科设计优化提供了有力支持。
本文将首先介绍多学科设计优化的基本原理和方法，然后详细阐述基于iSIGHT 的多学科设计优化平台的架构、功能和技术实现，并通过具体案例验证平台的可行性和有效性。
通过本文的研究和实现，旨在为设计师提供一个高效、可靠的多学科设计优化工具，帮助他们在设计过程中综合考虑多个学科因素，实现整体最优设计。
本文也希望为相关领域的研究者和技术人员提供一些有益的参考和启示，推动多学科设计优化技术的发展和应用。
二、多学科设计优化概述随着现代工程技术的不断发展和复杂性的增加，传统的单学科设计优化方法已经无法满足许多复杂系统的设计要求。
因此，多学科设计优化（MDO，Multidisciplinary Design Optimization）应运而生，它通过将不同学科的知识、方法和工具集成在一起，实现复杂系统整体性能的最优化。
MDO旨在解决在产品设计过程中出现的跨学科耦合问题，以提高产品的设计质量和效率。
MDO的核心思想是在产品设计阶段就考虑不同学科之间的相互影响和约束，通过协同优化各个学科的设计参数，实现整个系统的全局最优。
这种方法能够有效地减少设计迭代次数，缩短产品开发周期，并降低成本。
同时，MDO还能够提高产品的综合性能，使其在满足各项性能指标要求的同时，达到最优的整体效果。
iSIGHT优化设计—Optimization 1 概述1.1 传统劳动密集型的人工设计1.2 iSIGHT智能软件机器人驱动的设计优化1.3 优化问题特征（1）约束（3）非线性（6）组合问题（7）优化问题按特征分类对优化设计的研究不断证实，没有任何单一的优化技术可以适用于所有设计问题。
实际上，单一的优化技术甚至可能无法很好地解决一个设计问题。
不同优化技术的组合最有可能发现最优设计。
优化设计极大地依赖于起始点的选择，设计空间本身的性质（如线形、非线形、连续、离散、变量数、约束等等）。
iSIGHT 就此问题提供两种解决方案。
第一，iSIGHT 提供完备的优化工具集，用户可交互式选用并可针对特定问题进行定制。
第二，也是更重要的，iSIGHT 提供一种多学科优化操作模式，以便把所有的优化算法有机组合起来，解决复杂的优化设计问题。
2 优化算法概述iSIGHT 包含的优化方法可以分为四大类：数值优化、全局探索法、启发式优化法和多目标多准则优化算法。
数值优化（如爬山法）一般假设设计空间是单峰的，凸起的和连续的，本质上是一种局部优化技术。
全局探索技术则避免了局限于局部区域，一般通过评估整个设计空间的设计点来寻找全局最优。
启发式技术是按用户定义的参数特性和交叉影响方向寻找最优方案。
多目标优化则需要权衡，iSIGHT 正是提供了一种易于使用的多目标准则权衡分析框架。
另外自iSIGHT v9.0 开始新增加了Pointer 优化器，它是GA、MPQL、N-M 单纯形法以及线性单纯形法的组合。
iSIGHT 包含的具体算法按分类列表如下:2.1 数值方法iSIGHT 纳入了十二种数值优化算法。
其中八种是直接法，在数学搜索过程中直接处理约束条件。
而Exterior Penalty 方法和Hooke-Jeeves 方法是罚函数法，它们通过在目标函数中引入罚函数将约束问题转化为无约束问题。
2.2 全局探索法iSIGHT 全局探索法包括遗传算法和模拟退火算法，它们不受凸（凹）面性、光滑性或设计空间连续性的限制。
前言●Isight 简介笔者自2000年开始接触并采用Isight软件开展多学科设计优化工作，经过12年的发展，我们欣喜地看到优化技术已经深深扎根到众多行业，帮助越来越多的中国企业提高产品性能和品质、降低成本和能耗，取得了可观的经济效益和社会效益。
作为工程优化技术的优秀代表，Isight 软件由法国Dassault/Simulia公司出品，能够帮助设计人员、仿真人员完成从简单的零部件参数分析到复杂系统多学科设计优化（MDO, Multi-Disciplinary Design Optimization）工作。
Isight将四大数学算法（试验设计、近似建模、探索优化和质量设计）融为有机整体，能够让计算机自动化、智能化地驱动数字样机的设计过程，更快、更好、更省地实现产品设计。
毫无疑问，以Isight为代表的优化技术必将为中国经济从“中国制造”到“中国创造”的转型做出应有的贡献！●本书指南Isight功能强大，内容丰富。
本书力求通过循序渐进，图文并茂的方式使读者能以最快的速度理解和掌握基本概念和操作方法，同时提高工程应用的实践水平。
全书共分十五章，第1章至第7章为入门篇，介绍Isight的界面、集成、试验设计、数值和全局优化算法；第8章至第13章为提高篇，全面介绍近似建模、组合优化策略、多目标优化、蒙特卡洛模拟、田口稳健设计和6Sigma品质设计方法DFSS（Design For 6Sigma）的相关知识。
●本书约定在本书中，【AA】表示菜单、按钮、文本框、对话框。
如果没有特殊说明，则“单击”都表示用鼠标左键单击，“双击”表示用鼠标左键双击。
在本书中，有许多“提示”和“试一试”，用于强调重点和给予读者练习的机会，用户最好详细阅读并亲身实践。
本书内容循序渐进，图文并茂，实用性强。
适合于企业和院校从事产品设计、仿真分析和优化的读者使用。
在本书出版过程中，得到了Isight发明人唐兆成（Siu Tong）博士、Dassault/Simulia（中国）公司负责人白锐、陈明伟先生的大力支持，工程师张伟、李保国、崔杏圆、杨浩强、周培筠、侯英华、庞宝强、胡月圆、邹波等参与撰写，李鸽、杨新龙也为本书提供了宝贵的建议和意见，在此向所有关心和支持本书出版的人士表示感谢。
用iSIGHT实现车身冲压件成形自动优化设计Automatic Optimization of Forming Design for Auto-bodyStamping Parts Using iSIGHT刘伟1、杨玉英1、邢忠文2（1.哈尔滨工业大学材料科学与工程学院，2.哈尔滨工业大学机电工程学院）Email：liuweihit@摘要: 车身冲压件成形工艺受到许多因素的影响，合理地确定这些参数具有至关重要的作用。
本项目采用iSIGHT的集成、优化手段与数值模拟技术相结合的方法，针对板料成形中拉深筋阻力优化设计问题，结合国际板料成形数值模拟会议Benchmark标准考题，研究了自动优化设计的实现技术。
关键词:板料成形，优化设计，数值模拟Abstract：There are many factors which have much influences on the forming process of auto-body stamping parts, so how to determine these variables properly become very important. Both the integration and optimization method of iSIGHT and the numerical simulation technology, in this project, have been applied to solve the optimal design problem of drawbead restraining force. Coupled with a NUMISHEET‘93 Benchmark Case, implementation technology of automatic optimization has been studied.Key words:Sheet Forming, Optimization Design, Numerical Simulation1 项目简介在汽车工业中，70%的零部件是采用冲压成形的方法制造的，尤其是车身冲压件。
Vol. 45 No. 4Apr. 2021第45卷第4期2021年4月液压与$动Chinese Hydraulics & Pneumatics doi ： 10.11832/j. issn. 1000-4858.2021.04.007基于斯特封的飞机作动器主密封有限元分析张妙恬，李德才，索双富，时剑文（清华大学 机械工程系，北京100084）摘要：斯特封作为常用的往复密封圈，在密封过程中起着重要作用。
选用斯特封作为飞机作动器密封的主密封件，首先通过单轴压缩实验获得斯特封D 形圈和阶梯圈的材料参数，然后利用ABAQUS 软件完 成斯特封在不同工况下的有限元仿真。
通过设置往复密封系统的结构、材料、工况等参数，选择流体压力渗透载荷加载方式,获得斯特封在不同油液压力时过盈安装后和内外行程的应力应变云图及阶梯圈唇口、底部的接触压力分布和接触宽度，为建立往复密封数学模型提供了参数。
关键词：斯特封;往复密封;ABAQUS ；有限元分析中图分类号:TH137 文献标志码：B 文章编号：1000-4858（2021 ）04-0040-09Finne Element Analysis of Aircraft Actuator/ Main SealBased on Sterling SealZHANG Miao-tian , LI De-cai , SUO Shuang-fu , SHI Jian-wen(Department or Mechanical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084)Abstract : As a commonly used reciprocating sealing /ng. Sterling Seal plays an important mle in the sealingprocess. In this p aper , Sterling Seal is selected as the main seal ot the aircral actuator seal. First , obtain themate/al parameters of the Sterling Seal D-ring and stepped ring through a uniaxial compression expe/ment• Thenuse the A BAQUS software to complete the finite Cement siculation of Sterling Seal under diCemni working conditions. By setting the structum, material , working condition and other parameters of the reciprocating sealsystem , select the fluid p ressure penetration load method. Finlly obtain the stress-strain cloud diaarams of the interferenca installation , instmke and outstmke of the Sterling Seal under dmerent oit pressures , as well as the contact pressure distribution and contact width of the lip and bottom of the step /ng. The research providesparameters for establishing the mathematical modC of reciprocating seal.Key wordt : Sterling Seal, recinmcating seal, ABAQUS, finite element引言往复密封属于流体密封技术的一种，结构简单紧凑,能有效阻止外界物质进入机械系统内部，被广泛应 用于航空航天、工程机械、矿业工程等众多领域。
