CAD中的自动化设计、有限元分析与优化
CAD中的自动化设计、有限元分析与优化
提问于 2015-08-01 21:28:10
我想通过让一个优化器对一个CAD文件进行修改来优化一个设计，然后在有限元中对该文件进行分析，并将结果反馈给优化器，以便在基于FEM的基础上对设计进行更改，直到解收敛到最优(质量、刚度，否则)为止。
这就是我所设想的：
- 在CAD软件(例如CATIA)中创建零件的蓝图。
- 从编程语言(例如Python)中运行优化器代码(例如fmincon)。优化器的参数是CAD模型的参数(角度、长度、厚度等)。
- 优化器评估某个设计(参数集)。编程语言调用CAD软件并对设计进行相应的修改。
- 编程语言提取一些信息(例如大量信息)。
- 然后，编程语言提取步骤文件，并将其传递给执行预定义分析的有限元求解器(例如Abaqus)。
- 编程语言读取结果(例如，Mises压力)。
- 计算机辅助设计和有限元分析的结果(如质量和应力)被输入优化器，从而改变了设计。
- 直到它汇合。
我知道这在一个封闭的体系结构(例如isight)中存在，但我想使用一个开放的体系结构，在这个体系结构中，从开放的编程语言(理想的是Python)中调用优化器。
最后，以下是我的问题：
- 就像我描述的那样，能做到吗？
- 推荐信，请给我教程？
- 你推荐哪种软件进行编程，CAD和FEM？
回答 1
Stack Overflow用户
发布于 2015-08-03 06:20:39
是的，是可以做到的。您所描述的是一个小型参数结构调整、多学科优化(MDO)环境。在开始对工具或环境进行编码之前，我建议在几个方面做一些初步的工作。
- 仔细描述极小化问题(极小f(x)，其中x是包含.变量，以.(限制等)
- 调查和确定个人感兴趣的工具
- 每个工具将如何工作？输入变量？输出变量？
- 设计结构矩阵中的大纲。( N^2图表)这些工具如何将信息(变量)提供给彼此。
- 什么优化器最适合您的问题(MDF?)
- 确定合适的收敛容限
一旦采取了上述步骤，我就会开始考虑MDO实现的细节。Python虽然不是最快的语言，但它将是一个理想的环境，因为Python中构建了许多工具来解决MDO问题，比如您拥有的MDO问题和开发时间较短的问题。我建议你带以下的包裹
- OpenMDAO (http://openmdao.org/)：由美国宇航局格伦研究中心编写的现代MDO平台。这些教程做的很好，让你开始。请注意，本教程中的第二个问题--塞勒问题中的每一个“纪律”都将包含对工具的调用，而不是一个封闭形式的方程。只要您遵循OpenMDAO的类框架，它就不关心每个规程是什么，并将其视为一个黑匣子；它不关心输入和输出之间发生了什么。
- 两种科学的和数值的优化软件包
我不知道您可以访问哪个软件，但以下是一些工具相关的提示，可以帮助您进行工具调查和识别：
- Abaqus有一个Python (USER.pdf)
- 如果您需要使用一个没有API的程序，您可以使用Python的win32com或Pywinauto (GUI自动化)包实现GUI自动化
- 对于FEM/FEA，我在以前的项目中使用了MSC PATRAN和MSC NASTRAN，因为它们有命令行接口(阅读:易于通过Python进行接口)。
- HyperSizer也有Python。
- 安装Pythonxy (https://code.google.com/p/pythonxy/)并使用Spyder (包括)
- CATIA可以使用win32com (快速谷歌搜索如何实现：http://code.activestate.com/recipes/347243-automate-catia-v5-with-python-and-pywin32/)实现自动化。
注意:为了给你一些发展的时间框架，你所要求的可能需要至少两周的时间才能完成。
我希望这能帮到你。
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原文链接：
https://stackoverflow.com/questions/31766396
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