参数化研究

“参数化研究”用于优化模型设计。其典型目标是在遵循允许应力和位移标准的同时，最大程度地减轻部件或装配件的重量。

对于源自 Autodesk® Inventor® 的模型，您可使用“参数化研究”功能自动运行一系列线性静态应力分析。参数是在 Inventor 中定义的尺寸变量。尝试优化设计时，您可选择一个或多个您希望发生变化的参数。然后，分析指定参数值的每个组合，并比较重量、应力和位移结果。

注意： 据目前所知，Autodesk Inventor 与 Simulation Mechanical 之间的互操作性存在以下限制，这将影响“参数化研究”是否成功：

• CAD 模型从 Inventor 推送到 Simulation Mechanical 时，必须使用 Inventor 2014 或更新版本推送模型。对于从 Inventor 2013 推送到 Simulation Mechanical 2014 或更新版本的模型，无法运行“参数化研究”。
• 但对于 Inventor 2013 模型，如果将 CAD 文件拉入 Simulation Mechanical 2014 或更新版本，则可成功运行“参数化研究”。即：您必须从 Simulation Mechanical 内的“文件”“打开”对话框中打开 CAD 文件，而不是从 Inventor 内启动模型传输。

执行“参数化研究”命令之前，您必须完成以下任务：

• 应用要计算得出结果的载荷与约束。
• 指定网格设置，并根据需要选择性地应用网格细化。指定的网格尺寸、选项和细化将用作所有“参数化研究”迭代的基础。

此外，您可能还要执行以下可选任务：

• 对模型划分网格。
• 对导入的初始几何体运行仿真。

作为“参数化研究”的一部分，系统将自动多次执行这些网格和仿真任务。但是，若要确定不同的设置或局部细化是否有益，可视化网格尺寸和质量非常有用。此外，运行初始仿真可为您提供一些基准结果，帮助您为参数化研究确定适当的值范围。

若要创建参数化研究，请单击“设置”“模型设置”“参数化研究”() 命令。完成该研究的过程概述如下。

步骤 1 – 选择要变化的参数

第一个窗口包含所有模型参数的列表，并排成以下几列：

• “名称”：此列将列出参数的名称，并按每个参数所属的装配部件和特征进行分组。例如，在给定的部件内，特征 Extrusion2 之后将列出组成此特征的参数列表。然后，将显示下一个特征（如 Circular Pattern1），后跟组成该特征的参数。每个参数名称前面都有一个复选框。为希望因研究而异的每个参数激活相应的复选框。
  提示： 出于以下两个原因，在单个研究中，通常最好不要改变过多参数：
  • 如果其他参数也发生变化，那么测量特定参数变化的结果敏感度可能会更加困难。
  • 由于参数值存在大量组合，因此该研究可能需要较长时间才能完成。例如，如果四个参数发生变化，且每个参数均指定了五个可能的值，则研究值的组合数量为 625 (5⁴)。这意味着必须对模型进行 625 次网格划分和求解，才能完成参数化研究。
• “值”：参数的当前值，此值是在 CAD 模型中指定有。
• “单位”：参数的单位（例如，毫米或度）。

单击“下一步”按钮可继续执行步骤 2，或者在对话框左侧的导航框架中单击“设置/运行”。

步骤 2 – 修改参数并开始分析

在此步骤中，对话框中现将列出上一步中选择要改变的参数。通过使用以下四种方法之一，您可为每个参数指定值：

1. 输入一个数字值（如 37.5）。
2. 输入用分号分隔的一系列离散数字值（如 2.5;2.75;3;3.5）。
3. 使用以下语法输入值范围和值总数：

   起始值-终止值:值数量

   示例：5-10:3

   等效于：5;7.5;10

4. 使用以下语法输入值范围和增量：

   起始值-终止值|增量

   示例：10-16|2

   等效于：10;12;14;16

注意：

• 对于离散列表和范围（上述方法 2 至 4），值必须以升序排列。
• 对于方法 4，增量不能超过起始值与终止值之差。例如，5-10|6 是非法输入，因为增量 (6) 已超出值范围 (10-5 = 5)。

指定参数值后，单击“运行”按钮，可开始批量分析。系统为整个研究和当前迭代提供了进度条。进度条右侧的注释指示已完成多少分析、需要执行多少分析、当前运行的进程（如“网格划分”或“处理器求解”）和完成百分比（针对整个研究和当前迭代）。系统将分析指定参数的每个组合。

在执行过程中，“运行”按钮将更改为“停止”按钮。单击此按钮可将批量分析停在当前的进度级别。

停止分析后，可单击“重新启动”按钮恢复批量分析。分析将从停止的位置继续。已完成的迭代不必再次求解。如果研究尚未停止或运行完毕，则“重新启动”按钮将灰显。

运行完毕后，研究将自动前进到步骤 3 的对话框。

步骤 3 - 创建过滤器并查看结果

一旦完成参数化研究的所有迭代，则会显示结果摘要。对于参数化研究的每次迭代，均会创建一组新的模型文件，并放入名为 pStudy_x的子文件夹中，其中 x 表示迭代编号。每个子文件夹均位于名为 modelname.pStudy 的文件夹中，其中 modelname 表示原始模型的名称。modelname.pStudy 文件夹位于与原始 modelname.fem 文件相同的位置。

对话框的顶部是以下三个结果的上限和下限表：

• 最大 von mises 应力
• 重量
• 最大置换

默认情况下，该表中将列出每个结果的完整范围。

以下列出的上限和下限表是分析后的每个参数值组合的结果摘要。各列包含以下信息：

• 索引：指定给每个参数组合的标识编号。
• 最大 von mises 应力
• 重量
• 最大位移
• 预览：模型的缩略图。如果双击某一预览图像，则新 Simulation Mechanical 会话中将打开一个模型，表示此索引的特定参数组合。

重要： 参数化研究列出的 von mises 应力尺寸以平滑结果为基础。默认情况下，“结果”环境中还会显示平滑应力。因此，“参数化研究”结果将与“结果”环境中的相应结果等值线图（使用默认设置时）一致。

注： 如果参数组合导致几何体无效，或者如果特定的迭代无法划分网格或求解，则“预览”列中将显示以下图像：

过滤结果

您可对该表应用过滤器，隐藏那些结果不符合目标设计准则的迭代。若要应用过滤器，请执行以下一个或多个操作，然后单击 “应用”按钮：

• 减少三个结果中一个或多个结果的“上限”。
• 增加三个结果中一个或多个结果的“下限”。

任何迭代，只要结果大于用户指定的“上限”或小于用户指定的“下限”，均会从结果摘要表中删除。

单击 “禁用”按钮，可清除过滤器并返回完整的结果范围。

注： 应用过滤器后，无效的结果将从表中删除。然后，如果禁用过滤器，则无效的结果不会恢复至表中。隐藏后，它们将始终保持隐藏状态。

保存参数化研究结果

如果在退出“参数化研究”时未保存结果摘要，则结果比较表将会丢失。但是，modelname.Pstudy 文件夹中的模型将会保留。

单击“保存”按钮，指定所需的文件名和位置并单击 “保存”。结果表保存在 CSV（逗号分隔值）文本文件中。该 CSV 文件包含以下各列：

• 索引
• 最大 von mises 应力
• 重量
• 最大置换
• .fem 文件的路径
• CAD 参数

适用列的标题行中将指示单位。

常规注释：

• 使用“下一个”或“上一个”按钮，可分别移动到“参数化研究”的上一步或下一步。
• 此外，通过在沿对话框左边的导航框架中单击“参数”、“设置/运行”或“结果”，也可跳转到“参数化研究”三个步骤中的任何一步。
• 通过单击 “FEA 编辑器”按钮或对话框右上角中的“X” 图标，您可关闭“参数化研究”并返回到“FEA 编辑器”环境。
• 如果在分析完所有迭代之前关闭“参数化研究”，则设置将被丢弃。您需重新选择参数并重新定义值，然后才能运行研究。如果上一研究至少已完成一部分，则显示的参数值将是上次分析的参数值。原始参数值将在研究过程中被覆盖。