3.3.5  网格质量检查 20

3.3.6  将HYPERMESH文件导入ABAQUS 20

3.4   ABAQUS进行温度场分析 21

3.4.1  定义各个步骤 21

3.4.2  温度场分析 25

3.4.3  应力场分析 27

3.4.4  应力分析结果 30

3.4.5  应力场结果分析 32

3.4.6  应力分析结论 34

4  锻件优化设计与分析 36

4.1  对锻件进行结构上的优化改进 36

4.1.1  对锻件进行改进优化的方案 36

4.1.2  优化后模型的三视图 37

4.2  优化后模型的有限元分析 38

4.2.1  优化后锻件模型的温度场分析 38

4.2.2  优化后锻件模型的应力分析 39

结  论 43

致  谢 44

参考文献 45

1  引言

    优化设计指的是将需要优化的实际的物理存在的实体，利用相应的软件将这些实体转化为数学模型，从而运用最优化的数学理论、选择合适的方法，借助计算机对使用的数学模型进行求解，继而得到一个比目前阶段的实体要更加优良的设计方案。随着CAE技术与其他的模拟仿真软件的对产品设计取得的巨大成功，现在的产品设计已经越来越倚重这些技术，或者说已经离不开这些技术了。

传统的产品设计设计流程是一个人工反复进行设计的过程。但是随着CAE技术的发展，特别是其有关于结构优化技术普遍地应用到产品的设计过程，它以其独到的优势已经影响和改变了人们对产品设计的理解。现在，成熟地运用CAE技术，在概念阶段，优化技术就能把需要考虑的所有指标参数完全考虑到，在利用计算机进行模拟实验的过程中，可以发现可能存在的问题，优化技术也可以针对发现的问题给出改进的方法。

1.1  有限元简介

    有限元分析是用较简单的问题代替复杂问题后再求解。它将求解域看成是由许多称为有限元的小的互连子域组成，对每一单元假定一个合适的(较简单的）近似解，然后推导求解这个域总的满足条件(如结构的平衡条件），从而得到问题的解。这个解不是准确解，而是近似解，因为实际问题被较简单的问题所代替。由于大多数实际问题难以得到准确解，而有限元不仅计算精度高，而且能适应各种复杂形状，因而成为行之有效的工程分析手段。 

1.1.1  有限元的发展趋势

有限元方法是在结构分析的矩阵方法的基础上发展起来的。1955~1958 年间，J.H.Argyris 等人研究复杂杆系结构，进一步发展了结构分析的矩阵方法。在该基础上，导出了平面应力状态下的单元刚度矩阵。1956 年 M.J.Turner 和 R.W.Clough 等人将刚架位移法的思想推广应用于弹性平面体问题上，把平面连续体划分成了若干个三角形单元和矩形单元，使连续体转变成为离散体。1960 年，R.W.Clough 首次引入了“有限元法”这个名词，并发表了有关平面应力问题的有限元法论文。