基本介紹

OptiStruct是一個(gè)卓越的有限元結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化軟件，內(nèi)含一個(gè)準(zhǔn)確快速的有限元求解器，用于進(jìn)行概念設(shè)計(jì)和細(xì)化設(shè)計(jì)。

定義

用戶(hù)使用其中的標(biāo)準(zhǔn)單元庫(kù)和各種邊界條件類(lèi)型，可以進(jìn)行線(xiàn)性靜態(tài)和自然頻率優(yōu)化分析。Altair HyperMesh?與OptiStruct的圖形接口十分完善，用戶(hù)可以快速便捷地進(jìn)行建模、參數(shù)設(shè)置、作業(yè)提交和后處理等一整套分析流程。

特色功能

軟件特點(diǎn)

擁有強(qiáng)大、高效的概念優(yōu)化和細(xì)化優(yōu)化能力，優(yōu)化方法多種多樣，可以應(yīng)用在設(shè)計(jì)的各個(gè)階段，其優(yōu)化過(guò)程可對(duì)靜力、模態(tài)、屈曲、分析進(jìn)行優(yōu)化。有效的優(yōu)化算法允許在大模型中存在上百個(gè)設(shè)計(jì)變量和響應(yīng)，特點(diǎn)如下：

· 包含多種設(shè)計(jì)變量以及合并的設(shè)計(jì)變量

· 強(qiáng)大的優(yōu)化算法

· 多種工況下合并優(yōu)化

· 多目標(biāo)優(yōu)化分析

· 可設(shè)置臨界約束，加快優(yōu)化計(jì)算效率

· 重啟動(dòng)功能，優(yōu)化分析可從一個(gè)完整的周期開(kāi)始而且繼續(xù)下去

· 采用可調(diào)整的收斂精度

· 稀疏矩陣求解器，速度快,所需磁盤(pán)空間小

· 優(yōu)化后模型可輸出給CAD軟件進(jìn)行二次設(shè)計(jì)

· 模態(tài)跟蹤

· 多種制造加工約束定義

· 自動(dòng)報(bào)告生成功能

可定義的響應(yīng)類(lèi)型：

位移、速度、加速度、應(yīng)力、應(yīng)變、特征值、屈曲載荷因子、結(jié)構(gòu)柔度等,也可以是各響應(yīng)量的混合。設(shè)計(jì)變量可取任何單元的密度、節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)、屬性如厚度、形狀尺寸、面積、二次慣性矩等。除此之外,用戶(hù)還可根據(jù)自己的設(shè)計(jì)要求和優(yōu)化目標(biāo),在軟件中方便地寫(xiě)入自編的公式進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。

響應(yīng)類(lèi)型

拓?fù)鋬?yōu)化(Topology Optimization)

該項(xiàng)技術(shù)能夠在給定的設(shè)計(jì)空間內(nèi)尋求最佳的材料分布，由此獲得汽車(chē)業(yè)內(nèi)“設(shè)計(jì)與技術(shù)”大獎(jiǎng)?？刹捎脷卧蛘邔?shí)體單元來(lái)定義設(shè)計(jì)空間，并用Homogenization(均質(zhì)化)和density（密度法）

方法來(lái)定義材料流動(dòng)規(guī)律。通過(guò)OptiStruct中先進(jìn)的近似法和可靠的優(yōu)化方法可以搜索得到最優(yōu)的加載路徑設(shè)計(jì)方案。考慮到優(yōu)化模型的加工性，如對(duì)稱(chēng)約束、鑄件的脫模方向定義等。此外，利用OptiStruct軟件包中的OSSmooth工具，可以將拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果生成為IGES等格式的文件，可以在CAD系統(tǒng)中方便地輸入。

形貌優(yōu)化(Topography Optimization)

這是一種形狀最佳化的方法，它可以用來(lái)設(shè)計(jì)薄壁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)化壓痕。用來(lái)減輕結(jié)構(gòu)的重量，同時(shí)又能滿(mǎn)足強(qiáng)度、頻率等要求。設(shè)定優(yōu)化步驟簡(jiǎn)單，只需要定義一個(gè)設(shè)計(jì)區(qū)域、裝飾條的最大深度和拉伸角。同時(shí)考慮到可加工形，軟件還提供了多種壓痕成型方式。優(yōu)化后的結(jié)果還可以用OSSmooth工具產(chǎn)生的幾何數(shù)據(jù)輸入到CAD軟件中，進(jìn)行二次設(shè)計(jì)。下例是利用Topography技術(shù)設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋位置。

形狀優(yōu)化(Shape Optimization)

OptiStruct還可以用來(lái)求解一般的形狀優(yōu)化問(wèn)題如邊界移動(dòng)等。利用Altair HyperMesh軟件中的AutoDV和HyperMorph來(lái)生成復(fù)雜形狀的攝動(dòng)向量，將節(jié)點(diǎn)位置作為設(shè)計(jì)變量，通過(guò)結(jié)構(gòu)外形的調(diào)整以改善結(jié)構(gòu)特性，如降低應(yīng)力，提高頻率等。形狀優(yōu)化后結(jié)果可通過(guò)OSSmooth生成幾何數(shù)據(jù)輸入到CAD系統(tǒng)中。

尺寸優(yōu)化(Size Optimization)

通過(guò)參數(shù)調(diào)節(jié)如改變殼的厚度、梁的橫截面參數(shù)、彈性和質(zhì)量屬性，從而改善結(jié)構(gòu)的特性如降低設(shè)計(jì)重量，減小應(yīng)力，提高頻率等。HyperMesh中有一個(gè)尺寸優(yōu)化菜單，可以很方便地對(duì)尺寸優(yōu)化問(wèn)題進(jìn)行設(shè)定。

Bus優(yōu)化實(shí)例—設(shè)計(jì)后期尺寸優(yōu)化

有限元分析(Finite Element Analysis)

OptiStruct是一個(gè)效率極高、精確獨(dú)立的有限元求解器,支持在多cpu處理計(jì)算機(jī)上進(jìn)行并行運(yùn)算。該求解器涵蓋了標(biāo)準(zhǔn)的有限元類(lèi)型，可用于進(jìn)行線(xiàn)性靜態(tài)分析、模態(tài)分析、慣性釋放、頻率響應(yīng)分析和屈曲分析。Altair公司為滿(mǎn)足不同用戶(hù)的要求，還提供OptiStruct的基本版，較標(biāo)準(zhǔn)版的價(jià)格低。