基本介紹

OptiStruct是一個卓越的有限元結(jié)構(gòu)分析和優(yōu)化軟件,，內(nèi)含一個準確快速的有限元求解器，用于進行概念設(shè)計和細化設(shè)計,。

定義

用戶使用其中的標準單元庫和各種邊界條件類型,，可以進行線性靜態(tài)和自然頻率優(yōu)化分析。Altair HyperMesh?與OptiStruct的圖形接口十分完善,，用戶可以快速便捷地進行建模,、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

擁有強大,、高效的概念優(yōu)化和細化優(yōu)化能力，優(yōu)化方法多種多樣,，可以應(yīng)用在設(shè)計的各個階段,，其優(yōu)化過程可對靜力、模態(tài),、屈曲,、分析進行優(yōu)化。有效的優(yōu)化算法允許在大模型中存在上百個設(shè)計變量和響應(yīng),，特點如下：

· 包含多種設(shè)計變量以及合并的設(shè)計變量

· 強大的優(yōu)化算法

· 多種工況下合并優(yōu)化

· 多目標優(yōu)化分析

· 可設(shè)置臨界約束,，加快優(yōu)化計算效率

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

· 采用可調(diào)整的收斂精度

· 稀疏矩陣求解器,，速度快,所需磁盤空間小

· 優(yōu)化后模型可輸出給CAD軟件進行二次設(shè)計

· 模態(tài)跟蹤

· 多種制造加工約束定義

· 自動報告生成功能

可定義的響應(yīng)類型：

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)計變量可取任何單元的密度,、節(jié)點坐標,、屬性如厚度、形狀尺寸,、面積,、二次慣性矩等。除此之外,用戶還可根據(jù)自己的設(shè)計要求和優(yōu)化目標,在軟件中方便地寫入自編的公式進行優(yōu)化設(shè)計,。

響應(yīng)類型

拓撲優(yōu)化(Topology Optimization)

該項技術(shù)能夠在給定的設(shè)計空間內(nèi)尋求最佳的材料分布,，由此獲得汽車業(yè)內(nèi)“設(shè)計與技術(shù)”大獎,。可采用殼單元或者實體單元來定義設(shè)計空間,，并用Homogenization(均質(zhì)化)和density（密度法）

方法來定義材料流動規(guī)律,。通過OptiStruct中先進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)計方案?？紤]到優(yōu)化模型的加工性,，如對稱約束、鑄件的脫模方向定義等,。此外,，利用OptiStruct軟件包中的OSSmooth工具，可以將拓撲優(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，它可以用來設(shè)計薄壁結(jié)構(gòu)的強化壓痕,。用來減輕結(jié)構(gòu)的重量,，同時又能滿足強度,、頻率等要求,。設(shè)定優(yōu)化步驟簡單，只需要定義一個設(shè)計區(qū)域,、裝飾條的最大深度和拉伸角,。同時考慮到可加工形，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,，進行二次設(shè)計。下例是利用Topography技術(shù)設(shè)計加強筋位置,。

形狀優(yōu)化(Shape Optimization)

OptiStruct還可以用來求解一般的形狀優(yōu)化問題如邊界移動等,。利用Altair HyperMesh軟件中的AutoDV和HyperMorph來生成復(fù)雜形狀的攝動向量，將節(jié)點位置作為設(shè)計變量,，通過結(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)計重量，減小應(yīng)力,，提高頻率等,。HyperMesh中有一個尺寸優(yōu)化菜單,，可以很方便地對尺寸優(yōu)化問題進行設(shè)定。

Bus優(yōu)化實例—設(shè)計后期尺寸優(yōu)化

有限元分析(Finite Element Analysis)

OptiStruct是一個效率極高,、精確獨立的有限元求解器,支持在多cpu處理計算機上進行并行運算,。該求解器涵蓋了標準的有限元類型，可用于進行線性靜態(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公司為滿足不同用戶的要求,，還提供OptiStruct的基本版，較標準版的價格低,。