HyperWorks 提供OptiStruct 是以有限元為基礎的結構優化設計工具。

有限元法的基本思想可概括為（先分后合）或（化整為零又積零為整），也就是說：“先將連續的求解域離散為有限個單元體，使其只在有限個指定的節點上相互連結；然后對每個單元體選擇一個比較簡單的函數，近似表達單元節點的平衡方程組：再把所有單元的方程集成為整個結構力學特性的整體代數方程組；最后引入邊界條件求解代數方程組而獲得數值解，如結構的應力分布和位移分布等。

HyperWorks 有限元分析的主要步驟：

導入文件——設置模版——幾何清理——建立材料卡片——建立幾何及單元集———劃分單元——單元檢查與優化——建立載荷集——施加載荷——建立載荷工況——設置計算參數——輸出有限元文件————利用Optistruct/Analysis求解器球求解——HyperMesh或Hyper View 后處理。

（1）
前處理 其任務是包括：

a 建立分析結構的幾何模型。對于幾何結構復雜的結構，可以直接讀取CAD軟件的相關格式。

b 根據分析對象和目的，確定有限元網格劃分方案（但愿類型、單元的密度和數量）和裝配方案（連接關系和位置），建立有限元分析的計算模型。

（2）計算 是形成總剛度方程并通約束處理后求解大型聯立線性方程組，最終得到節點位移的過程。

（3）后處理 是對計算機輸出的結果（包括各種應力、位移或振型等）進行必要的處理并按照一定的方式（如等應力線、變形圖、振型圖等）顯示打印出來，以便對分析的對象的性能或設計的合理性進行分析。評估，從而做出相應的改進或優化。

注意：在HyperWorks中求解時可以根據分析的對象的要求選擇不同的求解器，一般的分析問題可以用Analysis或Optistruct求解，優化問題則必須使用Optistruct求解器來完成，后處理可以直接用Hypermesh的后處理器功能，也可以選用Hyperiew。

HyperWorks有限元分析的主要內容

一、如何導入文件

HyperWorks的幾何模型一般多從Pro/E、UG、CATIA等CAD軟件中導入。

（1）
UG可導入*.prt文件，但UG需要先安裝轉換器接合

（2）
CATIA可導入CATIA V4的*.model 文件，導入CATIA V5文件時需要CATIA V5的許可（license）

（3）
Pro/E 可導入*.igs或*.iges文件

（4）
STEP 可導入*.stp文件

二、幾何清理

在對導入的CAD模型進行有限元分析（FEA）時，要考慮有限元分析對幾何模型的要求與CAD的不同，FEA只需要簡化的幾何模型，因此需要對模型部件的一些信息進行簡化，以便于網格劃分和分析，此外模型的一些幾何信息在導入時可能會出錯，如導入曲面數據時可能會存在縫隙、重疊、邊界錯位等缺陷，導致單元質量不高，求解精度差。就要通過幾何清理消除錯位和小孔，壓縮相鄰曲面之間的邊界，改正模型在導出的錯誤，消除不必要的細節，產生一個簡單的部件模型，以便網格劃分和分析，確保網格間的正確連接，獲得滿意的網格樣式和質量，從而提高整個網格劃分的速度和質量，提高計算精度。

在Hypermesh中進行幾何清理主要有以下幾個方面的內容：

1.
導入CAD模型并修復其幾何數據，即拓撲修復（Topology Repair）

2.
抽取中面（Mid-Surfaces）

3.
簡化模型的幾何細節（Defeaturing）

4.
改善幾何模型的拓撲關系，以獲得高質量的網格，即拓撲改進（Topology Refinement）

網格的劃分方法：四面體網格的劃分

Volume Tetra Mesher 和 Standard Tetra Mesher

五、六面體網格劃分的基本方法：

Elem offset

SPIN

LINEAR SOLID

SOLID MESH

DRAG

LINE DRAG

PROJECT
TOOL ---PROJECT
內容在不斷完善，如果有問題的地方希望多指教。