摘要：近年来机械制造业得到了全面发展，相关企业对机械生产质量的关注度更高，机械设计属于机械制造的重要环节之一，提高机械设计质量可以有效确保机械最终质量。ANSYS结构优化技术是近些年在机械设计中应用最为广泛的优化技术之一，本文将分析ANSYS结构优化技术、一般优化程序、具体应用等，希望可以起到一定借鉴意义。

关键词：机械设计;ANSYS结构;优化技术中图分类号：TU 文献标识码：A 文章编号：（2020）-10-248

机械设计在机械制造整个流程中处于开始的环节，对之后的机械制造过程起着重要的指导作用，故确保机械设计的质量具有十分重要的意义。在实际机械设计过程中，相关设计人员为确保机械设计质量，通常会运用多种设计优化手段，通过对这些结构优化技术的了解与应用，可以为机械设计优化质量提升提供帮助。

1. ANSYS结构优化技术

优化设计是机械设计中应用最为广泛的技术之一，简言之在诸多设计中寻求其中最优的设计方案，通过优化设计可以确保机械的体积、面积、应力等达到最优状态，满足实际需要，是提高设计方案质量的关键[1]。ANSYS结构优化技术，即设计人员可以利用专业的ANSYS结构优化程序，实现机械设计方案的循环自检，最终形成满足实际需求的高质量机械设计方案。ANSYS结构优化程序一般可以为机械设计人员提供两种机械设计优化方式，一种为一阶方法，可以通过目标函数准确反映相关设计变量的敏感情况，便于精确化优化;另一种为零阶方法，此种方法可以广泛应用于多数机械设计工程中，通过程序本身说具有的分析—评估—修正循环程序对机械设计方案进行优化，最终形成优化后的机械设计方案。

2. ANSYS结构优化一般优化程序——以机械设计中此技术应用为例

2.1 ANSYS结构优化一般优化程序

ANSYS结构优化技术在机械设计优化中应用较为广泛，常规的ANSYS结构优化程序为：分析文件生成—优化过程参数建立—优化变量声明—优化方法/优化工具选择—优化机械设计循环方式指定—机械设计实际优化分析过程—机械设计结果输出，从机械设计文件输入，到优化机械设计方案输出，全过程借助ANSYS结构优化程序完成，大大提高了机械设计优化效率，也为机械设计质量提升提供必要支持。

相关机械设计分析文件生成过程，在整个机械设计中占有十分关键的地位，分析文件是ANSYS程序启动的必要支持，所有分析文件必须为可以建立参数化模型的文件，后将待分析文件输入到程序输入端;待机械设计待分析文件输入程序完毕后，文件通过预先设计好的分析程序进行分析，并将输入分析结果作为下一次分析输入材料，进行循环分析;在机械设计采用ANSYS程序进行优化的过程中，需要根据设计的机械具体情况，确定哪些设计变量为优化变量，目标函数包括哪些参数及参数状态变量等，以便于在规定的设计标量与状态变量范围内最终确定机械设计优化方案;ANSYS程序可以为设计人员提供诸多优化方式与优化工具，在实际机械设计优化过程中，技术人员可以根据实际机械优化需要，选择其中过一种优化方式，或者优化工具，选择的方法为程序在机械设计分析应用的办法;在使用ANSYS程序对机械设计方案进行优化过程中，除了需要选择优化的方式之外，还需要对机械设计优化循环方式进行选择，以实现机械设计方案循环优化，直到完成优化分析为止，在这一过程中，需要对循环分析中分析方式循环控制参数进行明确;待ANSYS程序相关参数、方式等选择完毕后，输入的机械设计方案进入到实际循环优化程序;待输入的机械设计方案按照上述参数设定完成循环分析后，会将最终优化分析软件输出，进而让设计人员获得机械设计方案最终优化分析后的设计的方案[2]。

2.2 ANSYS结构优化技术应用的意义

ANSYS结构优化技术应用在机械优化设计中意义重大，可以为机械设计质量提升提供有力保障。首先，ANSYS结构优化程序应用简便。机械设计人员在使用ANSYS结构优化程序时，只需要将机械设计方案中相关参数输入，无须多次反复进行实验，便可以轻松得到机械设计优化方案，使得机械设计方案优化效率得到明显提高。其次，ANSYS结构优化程序循环分析确保最终机械设计质量。相关机械设计人员使用ANSYS结构优化程序进行设计方案优化，可以通过智能化分析程序实现对输入的机械设计方案优化的目的，全面确保机械设计质量，进而为接下来机械制造等提供科学指导。再次，对于提高机械制造综合效益具有积极意义。在机械设计中应用ANSYS结构优化技术可以对机械结构进行全面优化，提高结构质量的同时，尽可能降低机械所需要用料，进而实现降低机械所需成本的目的。

3. 机械设计中ANSYS结构优化技术的具体应用

3.1 ANSYS结构优化技术应用

ANSYS结构优化技术在机械设计优化中的应用较为广泛，可以应用于多种机械零部件或者用于某些机械组成部分设计结构优化中，以全面提升机械质量，满足实际机械使用需求。例如，在挤出机头结构设计优化中可以使用ANSYS结构优化技术。宋稼祺，李治国[3]研究中分析基于ANSYS的挤出机头结构优化，研究者先对原有的挤出机头结构进行分析，得出原来的挤出机头结构出口处速度不均匀，在结构右侧位置存在速度过快的区域，平衡函数结果显示为3.067 9，根据所用的流动平衡函数关系，设计人员设计ANSYS结构优化程序，经过程序循环结构优化，得出新的挤出机头结构（40.00度的压缩角、38.00mm定型段长度、32.30mm压缩段长度、25.00入口直径、 2.20mm缓冲槽间隙、138.00度斜缓冲槽倾斜角），新结构经过测算出口截面流动平衡函数为 0.125 9，较之之前的数值明显改善，且经过实物验证。

3.2机械设计中ANSYS结构优化技术应用策略分析

为进一步确保机械设计最终质量，为机械结构优化提供保证，机械设计人员在利用ANSYS结构优化技术时可以采用以下策略：（1）充分分析要优化的机械结构具体特点。在采用ANSYS结构优化程序对设计的机械方案进行结构优化，先要结合机械结构特点等具体情况，以为程序中相关优化变量的选择质量提供依据。例如，在TK13250E数控转台本体结构优化上充分结合转台本体的动态特性、拓扑结构、尺寸等特点，明确相对应的变量，后使用ANSYS结构优化程序对设计方案进行优化[4]。（2）待机械设计结构优化完毕后可进行仿真实验等，以确保机械设计最终质量。技术人员使用ANSYS结构优化程序对机械设计方案进行优化后，可以利用仿真实验对设计优化方案进行检查，以进一步保证机械设计质量。

结束语

综上所述，ANSYS结构优化技术是一种创新的优化技术，此技术应用可以为机械设计科学性与实用性提升提供支持，进一步促进最终机械质量提高。相关技术人员在运用机械设计中若是采用ANSYS结构优化技术，需要充分结合机械本身特点，以有效确保机械设计质量。

参考文献

[1]解思状， 贺福强， 管琪明，等. 基于RecurDyn和ANSYS的电动农用车悬挂机构优化设计[J]. 机床与液压， 2020， 048（006）：41-48.

[2]王伟华、赵宏建、董树东. 基于ANSYS的翻板路障机连杆优化设计[J]. 机械设计， 2020， v.37（S1）：249-251.

[3]宋稼祺， 李治国. 基于ANSYS的挤出机头结构优化[J]. 工程塑料应用， 2019， v.47;No.358（08）：82-85.

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