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優化設計中的基本概念包括：設計變量(DVs)，狀態變量(SVs)及目標變量(OBJ)。設計變量即自變量，優化結果的取得是通過改變設計變量的值來實現的；狀態變量用于定義優化的邊界條件，是設計變量的函數；目標變量指最終的優化目的，它必須是設計變量的函數，即改變設計變量的值將改變目標變量的值，在ANSYS進行有限元分析中優化的目的是獲得目標變量的最小值。
優化問題的基本原理是通過優化模型的建立，運用各種優化方法，通過滿足設計要求條件下的迭代計算，求得目標函數的極值，得到最優的設計方案。優化問題的數學模型可表示為，F(X)為目標函數，是設計變量的函數，用來評價設計方案的優劣，優化問題即為求目標函數的極值，g(X)、h(X)為約束條件，是設計變量取值范圍及狀態變量空間范圍的限制條件，是設計變量的函數。X為設計向量，由設計變量形成，是設計中需優選的設計參數，每個設計向量即為一個設計方案，設計向量的集合為設計空間R，滿足約束條件得設計向量的集合為可行域，ANSYS優化分析流程圖如圖所示。
ANSYS中的優化設計模型必須采用參數化建模，通過簡單改變模型中的某些參數值，就可建立一個新的參數化模型。模型的幾何變量、材料特性、載荷、約束數、最大應力等均可作為參數，并且要保證用作設計變量、狀態變量及目標變量的這些量必須參數化。建立托盤優化設計模型，設定托盤的厚度T為一個變量，將其厚度T定義為一個參數，利用厚度T及其他不變幾何尺寸建立的模型就是參數化模型。選取模型單元類型為solid186單元，材料為Q345，其彈性模量為210GPa，泊松比為0.3，材料的屈服強度為345 MPa。采用自由劃分網格的方法，ESIZE=0.005 m。取托盤厚度T=0.079 m，邊長120 mmx120 mm建立起托盤參數化有限元模型(注：取T=0.079 m為任意值，并無特殊含義；其次為了施加的載荷符合實際工況，在托盤頂部添加上類似錨桿的圓柱體，如圖所示。(2)邊界條件約束、載荷的加載和分析結果，依據錨桿托盤受壓過程，在錨桿托盤的底面施加3個方向的位移約束分別為UX=UY=UZ=0；在錨桿托盤頂面，施加Z負方向的壓力，大小為247 kN。求解計算結果如圖所示，此厚度下錨桿托盤圓環處最大應力為368 MPa，強度不滿足。
依據上述靜態分析結果，通過定義單元表，提取模型的總體積V作為參數，將總體積與密度P相乘，得到新的參數一模型質量參數W作為優化設計的目標變量。利用Get函數提取錨桿托盤圓環面上最大應力Stress作為參數，定義為優化設計的狀態變量。優化設計的主要目的是求解厚度T，因此將T設置為設計變量。(1)將上述參數優化分析程序指定為優化分析文件，并作為優化循環的循環體；(2)定義優化變量：設計變量為錨桿厚度T=0.006-0.012 m、狀態變量為Stress=0.345 MPa及目標函數為質量w；(3)選擇優化工具和方法：選擇一階優化工具它提供的優化方法精度高。通過優化分析得到優化設計的最優方案、托盤圓環處最大應力Stress-Max隨厚度T的變化曲線，如圖所示。圖表明優化分析結果是收斂的，也就是說優化分析結果是準確的。優化分析共獲得5個設計方案，其中SET-5為最優解，最大應力為331.96 MPa，對應的托盤厚度T=8.3798 mm，最優質量為0.99757 kg。
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