利用拓扑优化进行车架设计
OptiStruct
HyperWorks系列
天干科技
OptiStruct - 优化驱动的结构分析
功能模块
集成快速大规模特征值求解器
OptiStruct 在自动化多级子结构特征值求解器 (AMSES) 中内置了一项标准功能，可以以上百万的自由度快速计算上千个模型。 先进的 NVH 分析： OptiStruct 提供独特而先进的功能用于进行 NVH 分析，包括单步 TPA（传递路径分析）、能量流分析、模型简化技术（CMS 和 CDS 超单元）、设计灵敏度以及 ERP（等效辐射功率）设计标准，从而优化 NVH 的结构。
用于非线性分析和动力总成系统耐久性分析的稳健求解器
OptiStruct 已经发展成可支持全方位的物理场用于动力总成系统分析。这包括传热、螺栓和垫圈建模、超弹性材料和高效接触算法的解决方案。
建立设计概念
- 拓扑优化
OptiStruct 使用拓扑优化来产生创新的概念设计方案。OptiStruct 基于用户定义的设计空间、性能目标和制造约束条件生成优化设计方案。拓扑优化可以应用到 1-D、2-D 和 3-D 设计空间。 - 形貌优化
对于薄壁结构，通常将焊珠或套管整形器用作增强特征。对于一组给定的焊珠尺寸，OptiStruct 的形貌优化技术将生成创新的设计方案，提供加固所需的焊珠布局和位置以满足具体性能要求。典型的应用包括面板加固和管理频率。 - 自由尺寸优化
自由尺寸优化技术广泛用于在机加工金属结构中确定厚度分布，并识别层压复合材料中的层形状。各材料层的单元厚度是自由尺寸优化中的一个设计变量。
设计微调优化
- 尺寸优化
通过尺寸优化可确定模型参数，如材料特性、横截面尺寸和层厚。 - 形状优化
通过用户定义的形状变量进行形状优化，从而改进现有设计。使用 HyperMesh 中可用的变形技术 HyperMorph 生成形状变量。 - 自由形状优化
OptiStruct 专有的非参数化形状优化技术可根据设计要求自动生成形状变量并确定的形状轮廓。这省去了用户定义形状变量的工作，使得设计的改进具有更大的灵活性。自由形状优化技术对于减少高应力集中非常有效。
层压复合材料的设计与优化
OptiStruct 中已经实现了独特的 3 阶段流程，为层压复合材料的设计和优化提供帮助。该流程基于一种自然易用的层建模方法。这也有利于考虑层压复合材料设计特有的各种制造限制，如铺层脱落。使用这一流程可得出的层形状（第 1 阶段）、层数（第 2 阶段）和铺层顺序（第 3 阶段）。
增材制造网格结构的设计和优化
网格结构具有许多良好的特性，如重量轻和热性能佳。它们也非常适合生物医学植入，因为它们具有多孔性特征，并可促进器官组织与骨小梁结构的融合。OptiStruct 有一个独特的解决方案，能够基于拓扑优化设计这类网格结构。因此，可以针对网格梁进行大规模尺寸优化研究，同时兼顾具体的性能目标，如应力、屈曲、位移和频率。
分析与功能亮点
刚度、强度和稳定性
- 对接触面和可塑性进行线性和非线性静态分析
- 对超弹性材料进行大位移分析
- 快速碰撞分析
- 屈曲分析
噪声和振动
- 用于实数和复数特征值分析的简正模分析
- 直接和模态频率响应分析
- 随机响应分析
- 响应谱分析
- 直接和模态瞬态响应分析
- 使用非线性结果进行预加载，进行屈曲、频率响应以及瞬态分析
- 转子动力学
- 耦合流体结构 (NVH) 分析
- AMSES 大规模特征值求解器
- 快速大规模模态求解器 (FASTFR)
- 峰值响应频率下的结果输出 (PEAKOUT)
- 一步法传递路径分析 (PFPATH)
- 辐射声音分析
- 与频率有关的多孔弹性材料属性
动力系统耐久性
- 1D 和 3D 螺栓预紧力
- 垫圈建模
- 接触面建模和接触面适用单元
- 硬化后的可塑性
- 与温度相关的材料属性
- 域分解
传热分析
- 线性和非线性稳态分析
- 线性瞬态分析
- 耦合热应力分析
- 一步法瞬态热应力分析
- 基于接触面的热分析
运动学和动力学
- 静态、准静态和动态分析
- 载荷提取和工作量估算
- 系统和柔体的优化
结构优化
- 拓扑结构、形貌和自由尺寸优化
- 尺寸、形状和自由形状优化
- 层压复合材料的设计和优化
- 增材制造网格结构的设计和优化
- 等效静态载荷法
- 多模型优化
案例分析
复合材料优化
车门拓扑优化
EADS 的增材制造项目
实体的大应变塑性
非线性材料
等效辐射功率 (ERP)
VW 压缩机支架的典型优化流程
