二次开发在尺寸优化中的应用

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以下文章来源于CAE数值优化轻量化，作者方永利

在汽车轻量化设计方法中，尺寸优化是一种有效的手段。通常的流程是先进行料厚灵敏度分析，对相对灵敏度高的部件进行筛选，做为最终的设计优化变量，再进行尺寸优化。优化可以在isight、LSOPT、modeFRONTIER、Optimus、HEEDS等优化软件中完成，对于只考虑弯扭刚度、弯扭模态等线性工况时，使用optistruct会是更好的选择。本文针对optistruct软件，介绍二次开发在尺寸优化中的应用，其中包括前处理和可视化后处理。

在进行灵敏度分析及尺寸参数优化分析过程中，需要对车身多达几百个部件进行创建设计变量（Design Variable），并将设计变量与属性进行关联（Design Variable Property Relationship）。同时，对于对称的零部件还需要建立设计变量的关联（Design Variable Link）。如果是手动进行上述工作，需要重复操作几百次上述过程，这个工作量是十分繁重的，并且还容易引入人为错误。应用基于Tcl语言的二次开发，对上述过程进行程序化操作，只需要简单的几步操作即可完成。使一两天的工作任务量在几分钟就可以快速完成，并避免引入人为操作错误。

整个过程的基本流程是：1.准备需要创建尺寸参数优化设计的信息表格（包括部件名称、部件ID、部件属性名称、部件属性ID、初始料厚、设计上下限、材料名称、材料ID，部件质量等等）；2.运行脚本读取信息表完成前处理设置；3.进行优化求解；4.可视化后处理。

通常整车有限元分析计算模型的建立是根据部件BOM表来完成部件自动命名的，包括零部件名称编号，材料牌号，料厚信息等。如果在建模过程中是完全依照BOM表进行规范化操作的，只需要拿到BOM表即可进行后续的操作。如果在建模过程中没有和BOM表进行关联，可以按照本文中的操作方法进行简单的操作即可。

1、准备零部件信息表：在HyperMesh软件中，Model→Component View→（RMB）→Export→CSV，导出CSV格式信息文件。

2.编辑导出的CSV文件，用于脚本直接生成设计变量和设计变量关联

根据自动创建设计变量的脚本《Auto_Create_DV_For_SensitivityAnalysis.tcl》中变量赋值要求修改CSV文件

对导出的csv格式的设计变量信息表进行编辑，用于脚本直接生成设计变量和设计变量关联。其中：

第1列：flag 创建设计变量关联的标签，不创建则为“No”，创建设计变量关联的两个部件用相同的数字标识，如1、2；

第2列：comp_Name 部件名称;

第3列：comp_id 部件ID号;

第4列：prop_Name 部件属性名称;

第5列：prop_id 部件属性ID号;

第6列：initialvalue 部件初始料厚;

第7列：lowerbound 部件料厚下限;

第8列：upperbound 部件料厚上限;

第9列：mat 部件材料��称;

第10列：mat_id 部件材料ID号;

第11列：mass 部件质量。

由于需要将左右对称件创建设计变量关联，使其具有相同的设计变量属性（料厚），因此需要对设计变量表中的部件进行筛选，将需要创建设计变量关联的进行编号（创建flag）。根据BOM表中部件名称及编号，识别导出的CSV文件中部件的名称，将相同部件（左右对称件）进行编号，编号顺序从1开始并顺延。不需要创建设计变量关联的flag填“NO”（这一过程需要使用VBA宏命令程序来完成）。