Zhidko doc

Переменные проекта представляют собой те входные параметры проекта, значения 
которых предполагается менять. К ним обычно относятся такие геометрические 
параметры, как длина, радиус, радиус галтели и толщина, но это также могут быть 
дескрипторы (описатели) свойств материалов, местоположения нагрузок или сил связей. 
Пользователь должен указать минимальные и максимальные значения или величины 
отклонений для каждой переменной проекта. 
•
Переменные состояния - это характеристики отклика модели, которые используются для 
оценки проекта на основе установленных пользователем критериев. Типичными 
переменными состояния являются напряжения, прогибы, температуры и собственные 
частоты. Для каждой переменной указываются верхние и/или нижние пределы, которые 
представляют собой инженерные критерии приемлемости проекта. 
•
Целевая функция - единственная переменная, характеризующая проект в целом; 
представляет собой функцию, минимум которой требуется найти. В качестве целевой 
функции может быть определена любая величина, которая выражается через параметр 
программы ANSYS, включая и введенные пользователем формулы. К целевым функциям 
могут относиться суммарный вес, стоимость, масса материала и любые другие 
подходящие параметры. 

---

34 
Пользователь задает параметризованные исходные данные для начального варианта 
проекта, переменные проекта, переменные состояния вместе с их предельными значениями и 
целевую функцию. В процессе оптимизации выбираются новые значения переменных 
проекта, анализируется новый вариант проекта, оцениваются переменные состояния, а затем 
результаты используются для повторения всей последовательности действий в попытке 
минимизировать целевую функцию. 
В программе ANSYS используются два метода оптимизации: метод аппроксимации и 
метод первого порядка. 
В первом случае используются аппроксимирующие функции, с помощью которых 
осуществляется приближенное описание результатов анализа, полученных для 
предшествующего варианта разработки. Минимум приближенной целевой функции 
отыскивается методом минимизирующей последовательности, затем создается следующий 
вариант проекта. Функция цели рассматривается в программе как функция без ограничений - 
за счет введения штрафных членов, ответственных за ограничения переменных проекта и 
переменных состояния. 
Оптимизация на основе метода первого порядка относится к технологии, которая 
использует информацию о производных целевой функции - о градиентах зависимых 
переменных от переменных проекта. Программа определяет градиент и форму функции цели 
с помощью метода адаптивного спуска. На каждой итерации определяется направление 
спуска, а величина вектора смещения выбирается таким образом, чтобы минимизировать 
целевую функцию. 
Сопоставление этих двух методов оптимизации показывает, что первый является более 
эффективным, однако метод первого порядка более надежен. В программе ANSYS 
реализовано последовательное использование обоих методов. Обычной ситуацией является 
применение метода аппроксимации для сужения области поиска и последующее 
использование метода первого порядка для уточнения решения. 
В дополнение к традиционным процедурам получения оптимального проекта программа 
ANSYS предлагает ряд других средств и способов оптимизации. 
Способы оптимизации помогают пользователю представить и оценить поведение системы 
в пространстве ее параметров. Поскольку может оказаться, что минимизация целевой 

---

35 
функции не обязательна, то при использовании этих средств построение ее не требуется. 
Перечень доступных способов оптимизации приведен ниже. 
•