课程背景
ANSYS Workbench强大的多学科优化设计计算能力，为求解复杂工程问题的优化提供了有效的数值解决方案。为了让广大分析人员学习和掌握ANSYS Workbench强大的优化仿真分析功能，掌握优化和可靠性计算问题的高效稳定数值计算方法，宏新环宇（北京）技术研究院有限公司特举办《结构优化设计与工程可靠性分析及工程应用》专题培训。
本课程以ANSYS Workbench操作平台为主，ANSYS APDL为辅，全面系统详实的讲解结构参数化、轻量化设计、拓扑优化、多目标优化、多工况优化等优化设计的基本原理和实现过程，基于实验设计（DOE）技术和优化技术，使设计人员能快速的建立实际工程的设计空间，进行产品性能的高可靠性设计和多目标优化等工作。在讲透理论基础上通过大量实际工程的优化案例强化软件操作，提高学员的操作技能和解决实际问题的能力。课程设计考虑各行各业的需求，工程算例覆盖的范围十分广泛，对很多实际工程问题给出了有效的优化设计方案和可靠性评估技术，具有重要的借鉴和参考价值。
时间和地点
2024年8月9日-8月11日
西安/同步直播 （8号发放课程资料，9日-11日上课）
（课后可免费在线观看同步教学视频）
主讲老师
该课程讲师，副教授，博士毕业于哈尔滨工业大学工程力学专业，18年仿真分析经验；拥有较好的工程力学、固体力学和流体力学基础，精通Ansys、FLUENT、CFX和XFLOW等工程仿真软件，能够运用ABAQUS、Marc进行结构分析；精通Fortran语言，具有采用Fortran编制大型程序的经历；熟悉C/C++语言，有C/C++语言程序开发的成功经验。能够采用Fortran、C/C++语言及MATLAB对现有大型商业软件（Ansys、FLUENT、Marc、CFX等）进行扩展开发。精通MATLAB软件，能够利用MATLAB独立完成简单的工程可视化开发，精通Ansys等有限元软件与MATLAB数值分析软件的联合仿真技术。发表学术论文20余篇，其中SCI、EI收录论文13篇，申请发明专利2项。培训150多场次，学员上千人。
收费标准
A类：培训费：3980元/人，含培训费、资料费、视频费等。住宿可统一安排，费用自理。
B类：参加培训的学员，可选择在A类基础上申报《高级CAE仿真工程师》职业能力水平等级证书；费用1600元/人，该证书可作为本行业专业岗位职业能力考核的证明，也是岗位聘用、任职、定级和晋升的重要依据。证书全国通用，联网查询，无须年检。
课程大纲
大纲 | 课程受益 | 主要内容 |
一、概述 | 了解ANSYS Design Exploration 计算模块 | 1、结构优化概述 2、优化设计术语 3、ANSYS Workbench优化工具-Design Exploration综述 4、Design Exploration特征 5、Design Exploration各功能模块简介 6、结构优化设计的计算流程 7、参数化建模技术 实例-1：采用ANSYS Workbench优化技术计算函数最优值 |
二、参数相关性分析技术（Workbench操作平台） | 掌握参数关联性 研究方法 | 1、参数相关性分析的目的 2、采样 3、相关系数公式 4、相关性过滤结果 5、相关性过滤设置 6、相关矩阵和相关矩阵图 7、确定性矩阵和确定性矩阵图 8、相关散点图 9、其他图 工程实例-1：悬臂梁的设计参数关联性研究 |
三、DOE实验设计方法（Workbench操作平台） | 掌握载DOE的 计算方法 | 1、DOE的目的及算法简介 2、CCD抽样 3、Box-Behnken Design抽样 4、Latin Hypercube Sampling Design抽样 5、Optimal Space Filling抽样 6、Custom / Custom + Sampling抽样 7、Sparse Grid Initialization抽样 8、其他设置 工程实例-1：连接杆结构的DOE实验设计 |
四、响应面构造技术（Workbench操作平台） | 掌握载响应面的计算方法和技巧 | 1、响应面技术术语及目的 2、Standard Response Surface响应面 3、Kriging响应面 4、Non-parametric Regression响应面 5、Neural Network响应面 6、Sparse Grid响应面 7、拟合数据表 8、验证点的设置 9、响应面的计算结果 工程实例-1：发电风机转动惯距、转速与来流风速关系的响应面分析 |
五、直接优化技术（Workbench操作平台） | 掌握各类优化算法计算原理和直接优化计算技巧 | 1、概述 2、结构优化数学模型 3、灵敏度分析技术 4、扫描法（Screening）原理 5、多目标遗传算法(MGA)原理 6、非线性拉格朗日法（NLPQL）原理 7、混合整数算法（MISQP）原理 8、Adaptive Single-Objective原理 9、Adaptive Multiple-Objective原理 10、目标函数、设计变量和状态变量的设置技巧 11、等式约束条件的定义方法 12、后处理技术 工程实例-1：法兰连接结构轻量化设计 |
六、响应面优化方法（Workbench操作平台） | 掌握响应面优化设计的计算方法 | 1、概述 2、结构响应面优化设计的基本原理 3、结构响应面优化设计的基本步骤 4、结构响应面优化设计的计算设置 5、优化计算结果的评估 工程实例-1：吊钩结构的响应面优化计算 |
七、APDL与Workbench联合优化技术 | 掌握APDL与Workbench联合优化仿真技巧 | 1、APDL与Workbench联合优化的目的 2、APDL与联合优化设计的分析系统 3、APDL与Workbench 联合优化设计的计算流程 工程实例-1：十杆桁架结构轻量化设计与验证（国际著名考题） |
八、结构拓扑优化设计（Workbench操作平台） | 掌握结构拓扑优化设计的计算技巧 | 1、结构拓扑优化设计简介 2、结构拓扑优化设计的基本原理 3、结构拓扑优化设计的基本步骤 4、拓扑优化计算设置 5、优化计算结果的评估 工程实例-1：由三维圆盘获得最优车毂的拓扑优化设计 |
九、工程多目标优化设计（Workbench操作平台） | 掌握多目标优化 设计计算技巧 | 1、多目标优化简介 2、多目标优化的数学模型 3、多目标优化解的形式 4、Workbench 多目标优化的基本流程与实现 5、优化计算结果的评估 工程实例-1：混合器热冷空气混合的温耗和压降多目标优化 |
十、工程多工况优化设计（Workbench操作平台） | 掌握结构多工况优化设计的计算技巧 | 1、多工况优化设计的目的 2、结构多工况优化设计的计算流程 3、多工况优化的Workbench 实现技术 4、多工况优化的Workbench 计算设置 5、优化计算结果的评估 工程实例-1：多工况下十杆桁架结构轻量化设计与验证（国际著名考题） |
十一、结构动力优化（Workbench操作平台） | 掌握结构动力优化的求解流程及技巧 | 1、结构动力优化的目的 2、结构动力优化原理 3、结构模态计算技术 4、结构动力优化的分析系统 5、结构动力优化的计算设置 6、优化计算结果的评估 工程实例-1：阶梯轴结构的振动频率优化计算 工程实例-2：通过动力优化设计提高旋转机械的临界转速 |
十二、基于优化技术巧解复杂结构稳定性（屈曲）问题（Workbench操作平台） | 掌握优化技术求解屈曲问题的技巧 | 1、结构屈曲简介 2、结构屈曲计算原理 3、优化方法求解屈曲问题的基本思想与计算流程 4、优化方法求解屈曲问题的设置技巧 5、屈曲优化计算结果的评估 工程实例-1：采用优化方法进行考虑重力影响的压力容器屈曲稳定性分析 |
十三、基于优化进行参数反演计算-以最优过盈量的计算为例 | 掌握优化技术进行参数反演的技巧 | 1、过盈原理 2、过盈的ANSYS计算原理 3、设计过盈值的有限元精准实现 工程实例-1：轴过盈装配效果的精准模拟 |
十四、结构抗疲劳优化设计（Workbench操作平台） | 掌握结构抗疲劳优化设计的基本原理与实现方法 | 1、结构抗疲劳优化设计简介 2、结构疲劳计算 3、结构抗疲劳优化设计的基本原理 4、结构抗疲劳优化设计的基本步骤 5、结构抗疲劳优化计算的操作设置 6、优化计算结果的评估 工程实例-1：承受交变弯矩作用的矩形板的抗疲劳优化计算 |
十五、结构气动外形优化设计（Workbench操作平台） | 掌握结构抗疲劳优化设计的基本原理与实现方法 | 1、结构气动外形优化设计简介 2、结构气动力的计算方法 3、结构气动外形优化设计的基本原理 4、结构气动优化设计的基本步骤与操作设置 5、气动优化计算结果的评估 工程实例-1：翼型结构的气动外形优化设计 |
十六、多场耦合结构的优化设计（Workbench操作平台）
| 掌握多场耦合 结构的优化设计 的基本原理与 实现方法 | 1、 概述与优化目的 2、多场耦合结构优化设计的基本原理 3、多场耦合结构优化设计的基本步骤 4、多场耦合结构优化计算的操作设置 5、优化计算结果的评估 工程实例-1：多场耦合作用下金属块的热应力和变形优化设计 |
十七、基于ANSYS PDS 概率设计和APDL编程的结构可靠性设计（经典环境APDL） | 掌握PDS实现技术 | 1、结构可靠度基本理论 2、基于有限元的概率设计(PDS)技术 3、PDS分析基本流程 4、PDS中的参数分布函数及其选用 5、PDS的Monte Carlo法 6、PDS的响应面法 7、PDS计算过程与计算设置详解 8、计算结果的评估 工程实例-1：大型LNG储罐可靠性评估及参数敏感性分析 |
十八、基于Six Sigma法的 工程可靠性 分析与设计 | 掌握Six Sigma 实现技术 | 1、什么是Six Sigma 分析 2、Six Sigma 法的分析流程 3、输入参数的概率分布类型 4、输出参数的分布规律 5、结果评价技术 工程实例-1：基于六西格玛优化设计的金属连杆可靠性分析 |
已完成项目及内训
