基于Solidworks和ANSYS Workbench的参数化设计方法
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0 前言
结构尺寸优化（Sizing Optimization）是以结构设计参数（比如板厚、杆长、截面参数等）为优化变量，在众多方案中选择最佳方案的技术。其中，参数化建模是结构尺寸优化最为关键的环节之一。
Solidworks是功能最为强大的CAD建模软件之一，其可以对任意复杂模型进行参数化建模。而ANSYS Workbench是功能最为强大的CAE分析软件之一，其可以对任意参数化模型进行优化求解。如何将两者结合起来，实现参数化设计呢？这正是撰写本文的目的。
1 问题描述
如图1所示的“L”型零件，初始尺寸如表1所述。用Solidworks对其进行参数化建模，然后导入到ANSYS Workbench中对参数进行识别。
图1
表1 变量初始尺寸
2 参数化建模
Solidworks建模时，出现尺寸参数的地方共有两个：草图尺寸和特征尺寸。下文分别介绍它们的参数化建模方法。
2.1 草图尺寸
首先，按照表1所述初始尺寸构建草图1，并对尺寸进行标注，如图2所示。
图2
然后，右击“草图1”——>选择“特征属性”——>弹出对话框中的“名称”中输入一个英文名（如Draft），如图3所示，点击确定。
图3
最后，分别点击草图中标注尺寸，在左侧“主要值”中输入变量名称，并在变量名称前面加上“DS_”前缀，如图4所示。
图4
2.2 特征尺寸
首先，对上述草图新建一个拉伸，保持默认拉伸尺寸，如图5所示。
图5
然后，右击“凸台-拉伸1” 选择“特征属性”——>弹出对话框中的“名称”中同样输入一个英文名（如Extrude），如图6所示，点击确定。
图6
其次，选择菜单栏中的工具——> 方程式，添加一个全局变量，变量名称前面同样需要加上“DS_"前缀，并给定该变量的初始值，点击确定，如图7所示。
图7
最后，进入编辑特征模式，删除默认尺寸，单击尺寸输入框输入“=”，并选择刚新建的全局变量，如图8所示。
图8
至此，已经完成Solidworks的参数化建模，如图9所示。接下来将参数化模型导入到ANSYS Workbench中进行识别。
图9
3 参数识别
在Solidworks环境下，选择工具——>ANSYS Workbench（前提是ANSYS已经集成为Solidworks的一个插件。方法自行百度，本文不再阐述），进入到ANSYS Workbench工作界面，如图10所示。
图10
这时在项目管理区自动新建了一个Geometry模块，如图11所示。
图11
双击A2行Geometry，进入DesignModeler界面，图形区并没有图形出现，如图12所示。
图12
右击左侧模型树中的Attach1，选择Generate，生成在Solidworks中构建的模型，最下方可以看到Solidworks中创建的参数已经全部被标记为“P”（即已识别），如图13所示。
图13
关闭DesignModeler界面，回到ANSYS Workbench工作界面，这时可以看到Geometry模块中多了A3栏Parameters，如图14所示。
图14
双击A3栏Parameters，可以查看所有参数的详细信息，如图15所示。
图15
之后便是Workbench的优化操作了。本文不再阐述，有兴趣自行学习。
由此可见，强强联合Solidworks和ANSYS Workbench的优势功能，再复杂的几何模型也可以实现参数化设计。
图16
4 注意事项
Solidworks中进行参数化建模时，所有草图和特征全部命名成英文，否则ANSYS可能无法识别参数；
变量前的“DS_”前缀在ANSYS中是可以修改的（Tools——>Options——>GeometryImport），如图16所示，修改后在Solidworks参数化建模时做相应修改即可。
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