李 珺 杨 扬

1(湖北工业大学工业设计学院 湖北 武汉 430068)2(华中农业大学工学院农业部长江中下游农业装备重点实验室 湖北 武汉 430070)

0 引 言

基于仿真的结构设计优化已成为产品设计常用的手段，ANSYS软件是最为流行的计算机辅助工程(CAE)软件，在结构有限元分析领域有广泛应用。尽管ANSYS也能进行几何建模和优化计算，但其几何建模能力弱，且其提供的优化方法难以收敛到最优解[1]。SolidWorks软件几何建模功能强大、操作简捷，是使用最为广泛的三维几何建模软件之一。MATLAB软件能够进行高性能数值计算，其提供了许多内置优化工具箱，也能采用MATLAB语言对高效的优化算法进行编程。通常，这些软件是相互独立的系统，有效集成不同功能的软件是综合利用这些优点进行设计优化的关键。

在利用各种软件优点进行设计优化方面已有研究。宋宏伟等[2]利用MATLAB与ANSYS进行数据传递，实现了平面钢框架结构设计优化。方芳等[3]利用MATLAB数据计算处理能力生成数据点，导入SolidWorks生成连续凸轮曲线，由此得到平面凸轮模型。常凯[4]通过编程实现MATLAB和ANSYS程序之间的相互调用,建立了渐开线圆柱齿轮有限元分析软件平台,有效地提高了齿轮副啮合特性分析的效率。马东辉等[5]提出了一种分部优化的设计方法，利用ANSYS进行结构静力分析，建立优化设计的数学模型，再采用MATLAB优化工具箱对模型进行求解。郑帅等[6]在SolidWorks中建立钢管输送机构关键部件的三维模型，将三维模型导入到Ansys Workbench中进行优化，实现了关键部件的轻量化设计。……