基于ANSYS的灵敏度分析：优化设计新利器

引言

在产品研发中，需要大量的仿真分析为产品方案提供数据支撑，确定方案需要开展很多的优化分析工作。然而优化分析的一个前期工作是确定优化自变量，理论上来说，任何一个不确定量都可以当作自变量，但出于开发周期、硬件资源等限制，优化分析时间会比较长。因此需要应用灵敏度分析 方法缩减自变量个数，将显著影响系统性能指标的变量当作优化自变量，从而确定方案设计。

本文主要介绍ANSYS 的灵敏度分析功能进行介绍，值得注意的是，笔者了解到NASTRAN 也有类似的灵敏度分析功能，但二者最大的不同点在于：ANSYS是基于概率统计的思想，而NASTRAN是基于矩阵求导到的确定性思想。

分析过程

和优化分析类似，ANSYS进行灵敏度分析需要一个完整的参数化分析命令流文件 ，主要包括基本分析流程和灵敏度分析两部分，分析流程如下图所示。

典型命令

例子

我们以悬臂梁 为例进行演示，长度1.0m，矩形横截面尺寸为0.04m*0.02m，弹性模量为200Gpa，自由端集中力1000N，上述4种参数均为灵敏度分析的自变量均服从均匀分布，响应为自由端节点位移以及结构最大应力，现考察位移和最大应力关于长度、横截面尺寸、弹性模量以及外力的灵敏度。限于篇幅，本文仅列出灵敏度分析部分的命令流。

灵敏度分析结果如下图所示。

最后

本文以悬臂梁为例介绍了在ANSYS中进行灵敏度分析的完整流程，仅作参考。

-完-

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