【题目】水箱设计优化(1分题)

设计一个能容积为10立方米的长方体水箱，要求用料最省::?。这是一个简单的典型的设计优化问题，解此问题的目的有三个：第一，熟悉解决此类问题的思路和一般步骤（即定义优化变量、设计约束和优化目标，本问题的优化变量分别是该水箱的长、宽、高；设计约束是体积为10立方米；优化目标是该水箱表面积最小）；第二，对CAE的范围进行扩展；第三，讨论一下求解精度的控制，并对各种软件的解题优劣程度进行一下对比。;)建议版主也可以引导大家对优化问题求解的数学原理进行讨论，为了提高Fans的积极性，同时建议版主酌情进行加分（该题1分足矣）。::{::r首先，考虑有盖，Ansys的结果。
  
好主意，加分鼓励！ by sfszj

UG优化向导的结果。

续图。

其次，考虑无盖，Ansys的结果。

无盖，UG优化向导的结果。

无盖续图。

多谢支持，我先提供一个我的解算结果，方法吗简单之极！呵呵
有盖：
2.154433687 2.154434441 2.154435942 S＝27.849533
无盖：
1.3572083  2.714416742 2.714419438 S=22.10418899

sfszj wrote:
多谢支持，我先提供一个我的解算结果，方法吗简单之极！呵呵  
  有盖：  
  2.154433687 2.154434441 2.154435942 S＝27.849533  
  无盖：  
  1.3572083  2.714416742 2.714419438 S=22.10418899  

版主，高!::y能请各位Fans用其他具有优化功能的软件解解看吗？

搞笑.
真正的水箱(99%以上的)不是这样设计出来的.
(1)一般情况: 长宽高是已经定好的,有环境条件定死的.比如放在楼顶时,或者某一楼层,如果只剩下2mX3m的空间(还要考虑各种接管和仪表的位置),那就按2X3X1.8来设计
  
(2)在没有空间限制时,考虑高度. 因为高度基本上决定了厚度. 如果可以设计成1m高,决不会设计成2m高.
  
(3)如果是不锈钢水箱,往往加角钢. 也就是说,你可以都用5mm的不锈钢板来做(假设是2m高的),也可以用3mm的不锈钢板或2mm的不锈钢板来做,外面加角钢. 采用后种方案要便宜几千块钱. 市面上平板的水箱越来越少,很多水箱用1.5mm的钢板压制后,内部再加强,这可能是成本最低的一种.
  
(4)实际设计 还要依材料而定.  如3mm的钢板常用宽度是2.18m(钢铁厂出厂时就这样), 用2m当然好,用2.3m的话,工人就会骂你爷爷,因为他们不得不加一条焊缝....

goldenshine wrote:
搞笑.  
  真正的水箱(99%以上的)不是这样设计出来的.  
  (1)一般情况: 长宽高是已经定好的,有环境条件定死的.比如放在楼顶时,或者某一楼层,如果只剩下2mX3m的空间(还要考虑各种接管和仪表的位置),那就按2X3X1.8来设计  
  
  (2)在没有空间限制时,考虑高度. 因为高度基本上决定了厚度. 如果可以设计成1m高,决不会设计成2m高.  
  
  (3)如果是不锈钢水箱,往往加角钢. 也就是说,你可以都用5mm的不锈钢板来做(假设是2m高的),也可以用3mm的不锈钢板或2mm的不锈钢板来做,外面加角钢. 采用后种方案要便宜几千块钱. 市面上平板的水箱越来越少,很多水箱用1.5mm的钢板压制后,内部再加强,这可能是成本最低的一种.  
  
  (4)实际设计 还要依材料而定.  如3mm的钢板常用宽度是2.18m(钢铁厂出厂时就这样), 用2m当然好,用2.3m的话,工人就会骂你爷爷,因为他们不得不加一条焊缝....

  
兄弟,本题主要是对优化的方法和精度进行讨论,对于工程实际的提示在于设计者在设计中要有优化的思想.你的名字不错,很符合你的成本观,设计优化应该对你很有用,它能帮你科学地省钱,而不用担心做成"豆腐渣"工程被世人骂你爷爷.