伴随设计灵敏度分析
产品：Abaqus/Standard
参考资料:
l关于结构优化
l*步骤
l*设计响应
l*表格收集
概述
伴随设计灵敏度分析用于计算设计响应相对于一个或多个设计变量的导数。
伴随设计灵敏度分析：
l对于非参数结构设计和优化工作流非常有用，可用于生产轻质、刚性和耐用的组件;
l支持以下结构灵敏度分析方法:单元拓扑灵敏度、壳单元尺寸灵敏度、圆梁单元尺寸灵敏度，连续单元节点形状灵敏度和壳单元节点串珠灵敏度;
l针对上述每个分析类型的适当设计变量，提供选择性设计响应的灵敏度
l可用于静态应力、瞬态动力学和频率分析，使用的模型只有应力/位移元素，
l考虑接触、几何和一些材料非线性;以及
l通常在Abaqus-Tosca设计优化工作流程中进行，但也可以在独立的Abaqus/Standard分析中使用，以输出设计灵敏度。
伴随设计灵敏度分析通常用于具有多个设计参数的灵敏度分析。或者，您可以使用Abagus/Standard中的"直接设计灵敏度分析"进行参数化设计优化，其中只有少量设计参数和许多设计响应。
伴随设计灵敏度分析用于计算设计响应相对于一个或多个设计变量的导数。这些衍生物通常被称为灵敏度，因为它们提供了设计响应对设计变量变化的灵敏度的一阶度量。当设计优化方法需要一组相对较小的设计响应，但需要大量设计变量(通常是与设计域的每个元素或节点相关联的一个或多个变量)时，伴随设计灵敏度分析功能非常有用。对于布局、尺寸、形状和珠子灵敏度来说就是这种情况其中计算设计灵敏度的伴随方法与直接方法相比，在计算上显着更具成本效益。关于各种结构优化方法的更多细节可以在关于结构优化中找到。然而，伴随灵敏度分析也可用于独立的Abaqus/Standard分析(即，使用Abaqus/标准和Tosca的选代设计优化工作流程之外)，以在设计过程中的任何阶段获得设计灵敏度。
基于Abaqus/Standard的瞬态动力学伴随灵敏度方法
瞬态动力学问题的伴随灵敏度方法是基于Abaqus/Standard中的隐式动力学过程。某些类别的问题比其他问题更适合采用这种方法。这些问题包括低频模式弯曲为主的变形和低速碰撞问题(如侧崩溃和其他弯曲为主的崩溃)。在这一类别中的其他问题包括电池框架碰撞，行人头部的影响，机械的动力学，并符合灵活的动态机制。通常情况下，这样的问题使用30-300增量来捕获正确的物理和应用Abaqus/标准是适当的。因此，瞬态动力学的伴随灵敏度方法适用于这些情况。
然而，对于高频模式的碰撞问题(例如，轴向变形和破碎)，非常小的时间增量需要捕获正确的物理。由于大量的时间增量，后一种类型的许多实际应用程序的运行时间对于Abaqus/Standard是不可行的。因此，Abaqus/Explicit更适合解决这类问题。此外，当模型具有显著的非线性(许多接触和许多屈曲模式)时，Abaqus/Standard可能经常无法收敛。使用Abaqus/Explicit也更有效地解决了这些问题。
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