OptiStruct 結構分析與優化

OptiStruct

Altair OptiStruct是一個經過工業驗證的現代線性、非線性靜力學及振動力學求解器。現已被使用者廣泛應用於工業結構設計及優化設計中。Altair OptiStruct説明工程師完成結構分析及優化工作。這些工作包括強度、耐久性及NVH分析。應用Altair OptiStruct，工程師可以快速實現結構創新、輕量化及結構有效的設計。

快速高精度求解技術

最先進的NVH分析求解功能

OptiS- truct支持最先進的特性及結果輸出，為噪音、振動及舒適度分析及診斷提供了高效、靈敏的方法

穩健的非線性、傳動耐久分析

OptiS- truct支援絕大多數傳動結構分析類型。包含對熱傳導、螺栓、墊片模型、超彈性材料及高效接觸模擬的解決方案

高並行求解能力

OptiStruct具有先進的MPI方法，使其具有上百核的並行運算能力

與現有流程的無縫連接

OptiStruct集成於Altair Simulation中，為企業提供流程化的同時，説明企業縮減求解器成本

備受讚譽的最佳化技術

過去的20年裡， OptiStruct 引領革命性的優化技術的發展。很多優化技術（如基於應力、疲勞的優化、驅動3D列印技術格柵結構優化、對複合材料等新興材料進行的優化）填補了市場空白。OptiStruct提供了性能標準庫及製造約束庫，在必需的製造工藝下廣泛地構建優化問題。

整合求解器及高級NVH分析

OptiStruct內嵌的自動多級子結構特徵值求解器能夠快速計算出百萬級自由度模型數以千計的模態。OptiStruct提供了獨特的用於計算NVH的方法，包含一步法TPA、功率流分析法、模型縮聚技術（CDS和CMS超單元）、設計靈敏度和用於NVH優化的等效輻射功率設計準則

動力總成耐久性解決方案

整車NVH性能分析

設計階段的功能

拓撲最佳化：OptiStruct 應用拓撲優化生成創新的概念設計。使用者通過定義設計空間、優化目標及製造約束來完成優化。OptiStruct 優化技術支援的單元類型包含1D、2D、3D單元

形貌最佳化：對於薄壁結構，衝壓起筋是常用的加強結構的方法。對於給定的起筋尺寸，OptiStruct給出具有創新性的設計建議。這些建議説明工程師確定起筋樣式及起筋位置。這種優化方式對提高鈑金件剛度及頻率等力學性能尤為有效

自由尺寸最佳化：自由尺寸優化被廣泛應用於獲得金屬加工結構的厚度最佳分佈及複材結構的最優外形。在自由尺寸優化中，每個材料層厚度的單元厚度都是一個設計變數。

尺寸最佳化：對結構截面尺寸、材料屬性等模型參數進行優化。

形狀最佳化：通過形狀變數對現有設計進行改進。形狀變數可通過集成於Altair HyperMesh™下的Altair Hyper- Morph™來定義。

自由形狀最佳化：OptiStruct具有獨特的無參數形狀優化能力。優化時使用者無需事先定義形狀變數，求解器能夠根據設計要求自動生成形狀變數並計算出最優結構形狀。自由形狀優化能有效減少應力集中問題

OptiStruct 功能亮點

剛度、強度和可靠性

• 線性靜力分析
• 材料非線性及接觸非線性分析
• 超彈材料和連續滑移的幾何大變形分析
• 快速接觸分析 • 屈曲分析

傳動系統耐久性

• 1D、3D螺栓預緊
• 墊片單元
• 接觸模型及接觸友好單元
• 考慮材料硬化特性的塑性材料模型 • 與溫度相關的材料力學屬性
• MPI技術

振動雜訊分析

• 實模態及複模態分析
• 直接法及模態法的頻回應分析
• 隨機回應分析
• 回應譜分析
• 直接法及模態法瞬態回應分析
• 考慮非線性預載荷的屈曲、頻率回應及瞬態回應分析
• 轉子動力學分析 • 流固耦合振動雜訊分析 • 自動多級子結構法（AMSES）
• 快速大規模求解方法
• 回應峰值點結果輸出命令
• 一步法傳遞路徑分析
• 聲輻射分析
• 頻率相關的多孔彈性材料屬性

運動及動力學

• 靜態、准靜態及動力學分析
• 載荷提取及效果評估
• 系統及柔性體優化

傳熱分析

• 線性及非線性穩態分析
• 線性瞬態分析
• 熱力耦合分析
• 一步法瞬態熱應力分析
• 接觸熱傳導分析

結構最佳化

• 拓撲、形貌及自由尺寸最佳化
• 尺寸、形狀及自由形狀最佳化
• 複合材料設計及最佳化
• 格柵結構設計及最佳化
• 等效靜態載荷法
• 多模型最佳化