2.2 生成优化控制文件

在控制文件里，我们需要对优化变量、优化方法和收敛准则进行设置。完成后保存为“optradome.inp”。

2.2.1 声明优化变量

在雷达天线罩的结构设计中，壁厚t的范围由电性能设计决定，这里我们假定t∈（0.005，0.015）。刚度设计要求最大变形u＜t，为了便于计算，这里做一个简单的等式变换，令f=u-t＜0。强度设计要求应力有3倍的安全系数。

用/input命令读入前面保存的分析文件，用opvar命令声明优化变量：

opvar,t,dv,0.005,0.015,0.0000001
opvar,f,sv,,0
opvar,seqv,sv,,s/3,1e4
opvar,w,obj,,,0.01

2.2.2 优化方法

ANSYS提供了两种优化方法：零阶方法和一阶方法。本例中我们用一阶方法，用optype命令设置：
optype,firs

2.2.3 收敛准则

优化过程是一个不断循环迭代的过程，所以我们需要设定有效的收敛准则来控制优化过程什么时候结束。

假设Fj、Xj和Fj-1、Xj-1分别为目标函数、设计变量第j次迭代和第j-1次迭代的结果，

Fb和Xb分别是当前的最优目标函数和其相应的设计变量值。如果满足 或者，亦或或者，为优化变量的公差，那么认为迭代收敛，于是迭代停止。为了防止优化过程中的不收敛，ANSYS还为每种优化方法提供了相应的循环控制方式，即最大循环次数。本例中，我们用的是一阶方法，故用opfrst命令对循环次数进行设置：opfrst,10。

2.3 优化求解

直接输入“/input,optradome,inp”进行求解，优化结果见图3。

图3 优化结果

由此得到最优解w=7.4495，在t=0.011194附近。

3 计算结果讨论

（1）图3中，set1为初始解w0=8.0464，t0=0.012。在满足结构强刚度条件下，最优解与初始解相比减小了7.42%，壁厚减小了6.72%。

（2）将“optradome.inp”文件中，初始壁厚t0由0.012改为0.011194，目标函数w的公差0.01改为0.0000001，对天线罩进行二次优化，优化结果见图4。

从图4中我们可以看出，最优解w=7.3579，在t=0.011069附近，与前面的优化结果相比最优解减小了1.23%，壁厚减小了1.12%。

可见，一次优化的结果往往只是一个粗略的结果，这时候我们可以通过修改优化变量的公差、增加循环次数等方法对优化过程进行二次优化，从而得到满足我们要求的精确解。本例中，通过两次优化设计，壁厚t的误差⊿t=0.000125，对于玻璃钢手糊成型工艺，这个误差是可以接受的。

4 结 论

（1）本文运用ANSYS优化设计功能对某型号雷达天线罩进行优化设计，通过两次优化设计，得到的最佳壁厚尺寸（t=0.011069）既满足电性能要求又满足天线罩结构强刚度要求，为进一步天线罩设计提供参考依据。

（2）为了得到满足设计要求的最优解，在优化过程中，需要对收敛准则进行多次设置。

参 考 文 献
[1] 《玻璃钢结构分析与设计》，哈尔滨建筑工程学院编 中国建筑工业出版社.
[2] ANSYS Advanced Analysis Techniques Guide.
[3] ANSYS Training Manual.