Optistruct求解器
關注創(chuàng)建者：結構CAE分析 創(chuàng)建時間：2017-07-01
Optistruct求解器的視頻教程
optistruct求解器基礎教程
OptiStruct求解器的基礎教程。 主要是線性求解部分。 文件模型來源于幫助文檔。 主要是幫助文檔的操作視頻。 軟件版本是hyperworks11.0，該版本中對應模塊為Raioss中的Bulkdate。 從13.0開始后，bulkdate從Radioss中剝離出來合并到optistruct中。 來源：官方視頻教程，方獻軍老師。
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Hyperworks過盈接觸分析
利用Hypermesh實現(xiàn)劃分網(wǎng)格，應用Optistruct求解器；視頻包含網(wǎng)格劃分、材料屬性及載荷邊界建立，建立接觸對，設置過盈量等完整分析步驟。
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Hypermesh網(wǎng)格劃分及求解器進階教程
隱式求解器Optistruct：線彈性靜力學分析及熱學分析 6. 隱式求解器Optistruct：靜力學非線性分析 7. 隱式求解器Optistruct：非線性接觸分析 8. 隱式求解器Optistruct：模態(tài)和頻率響應分析 9. 顯式求解器Radioss：材料拉伸測試及后處理得到應力應變曲線的方法 10. 顯示求解器Radioss: 零件跌落測試 更新完畢，還有哪些想看的，可以提。
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Optistruct求解器的實例教程
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接上一篇博客，基于Hypermesh前處理與Fluent、Optistruct求解器的流固耦合分析（一）流場計算 ，目前已完成了從Hypermesh前處理到Fluent流場計算，獲得了流體結構邊界面的壓強信息，本篇博客將繼續(xù)說明后續(xù)的流固耦合計算過程。
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一、建立結構有限元模型
固體區(qū)域的結構如下圖所示：
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該結構為中空的薄壁結構，內部有十字交叉的加強筋作為支撐。因此選擇使用殼單元進行結構力學計算，結構計算采用OPtistruct求解器，因此將Hypermesh切換到OPtistruct求解器模塊下
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導入幾何模型后，提取該薄壁結構的外表面（而不是抽取中面，因為需要保證結構域邊界和流體域邊界能在空間中對上，減小后續(xù)壓強數(shù)據(jù)映射的誤差），內部加強筋則抽取其中面。修補幾何拓補關系后劃分網(wǎng)格，得到完整的結構力學計算所用有限元模型，如下：
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設置屬性與材料，需要注意的是，這里外型面的網(wǎng)格不是在幾何模型的中面位置而是在其外表面，因此需要設置一下pshell屬性里的ZOFFS偏移參數(shù)
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該參數(shù)可能為正可能為負，和殼單元的法向相關，至于是否設置正確，可以簡單的通過以下命令查看，該命令可以顯示殼單元的實際厚度，看能否和幾何模型對得上即可。
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到這里，結構部分的有限元模型便建好了，下一步需要將Fluent里的載荷映射到結構網(wǎng)格上。
展開 下面以Altair公司的optistruct求解器為例，簡單介紹一下其分析基礎。</strong></p><div contenteditable="false" width="100%">
<img src="https://img.jishulink.com/upload/202103/9c9642e62616451f89a40fa8ae722112.jpg" title="1616254396(1).jpg" alt="1616254396(1).jpg" style="max-width:760px;" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/upload/202103/9c9642e62616451f89a40fa8ae722112.jpg?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/upload/202103/9c9642e62616451f89a40fa8ae722112.jpg?image_process=/format,webp/quality,q_40/resize,w_760" data-initial-src="https://img.jishulink.com/upload/202103/9c9642e62616451f89a40fa8ae722112.jpg">
</div><p><img src="https://www.yqgqt.org.cn/platform/static/ueditor/themes/default/images/spacer.gif"></p>
展開 如果結構變形非常小，并且可以認為結構的變形幾乎不會對流場的各項參數(shù)產(chǎn)生影響，或產(chǎn)品本身不允許在流體的作用下發(fā)生較大的變形，這種情況下只需要先求解出流體與固體界面上的壓強數(shù)據(jù)，并將壓強數(shù)據(jù)傳導到固體的表面進行結構力學計算。然而，如果結構發(fā)生大變形，流體的速度和壓力場就會因此發(fā)生改變，此時我們需要將其作為雙向耦合問題進行多物理場分析：流體流動和壓力場會影響結構變形，而結構變形又反過來影響流體的流動和壓力。實際工況中選擇進行單向耦合分析還是雙向耦合分析需要根據(jù)實際產(chǎn)品及作用工況進行判斷。
本文將執(zhí)行一個單向流固耦合分析流程，先在Hypermesh前處理器進行流體域的建立和CFD網(wǎng)格劃分，然后導入至Fluent求解器進行流場計算，得到流體與固體界面的壓強信息，隨后將Fluent中計算得到的壓力信息映射至結構網(wǎng)格上，并使用Optistruct求解器進行結構力學分析。
二、問題描述
在一個半圓形管道內部有一凸起物體，管道內水流速度為10m/s
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該凸起物體為空心結構，內部有加強筋，加強筋與外型面壁厚都為2mm，以下為凸起物體的內部結構示意
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將計算在恒定的水流下，該凸起結構受到水流沖擊后的變形及應力情況。
三、流場計算
（1）流體域建模
導入幾何模型至Hypermesh
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提取管道內表面與凸起物體的外表面，并將管道兩頭封堵上，并修復拓補關系，形成一個封閉的流體域空間，將管道的一端作為流體的入口，另一端作為出口，如下圖所示。
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本工具基于Tcl語言開發(fā)，用于hypermesh里面的optistruct/nastran求解器模塊，主要實現(xiàn)以下自動化功能：
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智能識別組件單元類型：自動區(qū)分殼單元（Shell）與實體單元（Solid），并為其分配對應的屬性卡。
</div><div contenteditable="false" width="100%">
厚度智能提取：從組件名稱中自動解析厚度數(shù)值，支持多種命名格式（如 t0P8MM、thickness3P2、thick5 等），并能智能規(guī)避材料等級標號（如AL6061_T6）的誤識別。
</div><div contenteditable="false" width="100%">
屬性自動創(chuàng)建與關聯(lián)：若組件無屬性，則自動創(chuàng)建屬性并綁定至組件；若已存在，則跳過避免重復；
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材料自動創(chuàng)建與關聯(lián)：若組件無材料，則自動創(chuàng)建材料并綁定至組件；若已存在，則跳過避免重復；內置可拓展的材料基礎參數(shù)庫；
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穩(wěn)健性非常好，復雜裝配體告別手搓，前處理效率提升一個臺階！
展開 <p><br></p><p><img src="/images/content/youku-case.png"></p><p><br></p><p><a href="https://www.yqgqt.org.cn/qa/14127" rel="noopener noreferrer" target="_blank" style="color: rgb(51, 51, 51);">hypermesh</a>二次開發(fā) 門洞屈曲自動化計算程序 optistruct求解器，付款后聯(lián)系我發(fā)tcl程序給你，手機端視頻無法觀看 可在電腦端觀看，自動抽中面 修補面 賦厚度屬性等-帶GUI輸入界面</p><p><br></p><p>部分代碼：</p><p>###########################################門洞屈曲自動化建模程序_編制日期202220909_前處理器Hypermesh__version_2020</p><p>###########################################求解器optistruct_version_2020</p><p>###########################################聲明門洞相關參數(shù)</p><p>namespace eval ::matGUISample {</p><p>variable _r1</p><p>variable _lengh1</p><p>variable _h11</p><p> variable _h21</p><p> variable _h31</p><p> variable _h41</p><p> variable _h51</p><p>
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本工具基于Tcl語言開發(fā)，用于hypermesh里面的optistruct/nastran求解器模塊，主要實現(xiàn)以下自動化功能：
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智能識別組件單元類型：自動區(qū)分殼單元（Shell）與實體單元（Solid）
三、尺寸優(yōu)化結果
提交Optistruct求解器進行優(yōu)化求解，經(jīng)過30步迭代優(yōu)化獲取最優(yōu)解，優(yōu)化目標迭代歷程如圖6所示：
圖6 優(yōu)化目標迭代歷程
優(yōu)化結果提取：提取最終尺寸優(yōu)化結果分布，如圖7所示：
圖7
優(yōu)化結果說明
*本文投稿自汽車行業(yè)用戶方永利
本文采用 Altair OptiStruct 求解器在概念設計階段，通過引入拓撲優(yōu)化技術，結合等效靜態(tài)載荷法，將沖擊工況的非線性動態(tài)載荷轉化為等效靜態(tài)載荷，與線性靜態(tài)工況結合進行多學科多工況的拓撲優(yōu)化。此方法能夠在設計自由度較高的概念階段確定最優(yōu)的材料分布和形狀，為后續(xù)減重降本設計奠定基礎。
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本文采用 Altair OptiStruct 求解器在概念設計階段，通過引入拓撲優(yōu)化技術，結合等效靜態(tài)載荷法，將沖擊工況的非線性動態(tài)載荷轉化為等效靜態(tài)載荷，與線性靜態(tài)工況結合進行多學科多工況的拓撲優(yōu)化。此方法能夠在設計自由度較高的概念階段確定最優(yōu)的材料分布和形狀，為后續(xù)減重降本設計奠定基礎。
*本文投稿自汽車行業(yè)用戶方永利
本文采用 Altair OptiStruct 求解器在概念設計階段，通過引入拓撲優(yōu)化技術，結合等效靜態(tài)載荷法，將沖擊工況的非線性動態(tài)載荷轉化為等效靜態(tài)載荷，與線性靜態(tài)工況結合進行多學科多工況的拓撲優(yōu)化。此方法能夠在設計自由度較高的概念階段確定最優(yōu)的材料分布和形狀，為后續(xù)減重降本設計奠定基礎。
提交計算與監(jiān)控：
①將定義好的模型（網(wǎng)格、屬性、載荷、邊界條件、優(yōu)化設置）提交給 OptiStruct 求解器。
②監(jiān)控求解日志文件 (.out/.log) 和迭代過程文件 (.iter)，了解收斂情況、警告和錯誤信息。
OptiStruct求解器非線性功能在工程領域與其他求解軟件的應用對比
? 工程效率提升功能
除了功能完整和精度可靠，OptiStruct 還加入了很多方便工程使用的實用能力，比如：
多樣本分析：實際試驗時會有制造和裝配誤差，如果只用標準模型來比試驗結果，可能對不上。所以我們提供了“多樣本分析”功能：把誤差考慮進來后，仿真輸出的是一個結果區(qū)間。
OptiStruct求解器非線性功能在工程領域與其他求解軟件的應用對比
? 工程效率提升功能
除了功能完整和精度可靠，OptiStruct 還加入了很多方便工程使用的實用能力，比如：
多樣本分析：實際試驗時會有制造和裝配誤差，如果只用標準模型來比試驗結果，可能對不上。所以我們提供了“多樣本分析”功能：把誤差考慮進來后，仿真輸出的是一個結果區(qū)間。
以左懸置為單獨分析對象，在Hypermesh中建立直接法瞬態(tài)動力學載荷分析步Transient（direct），計算懸置支座安裝點應力響應輸出，建立工況如圖2所示
圖2 左懸置支座瞬態(tài)動力學分析工況設置
動力總成懸置支架瞬態(tài)動力學分析結果
在Hypermesh設置完成瞬態(tài)動力分析工況后，提交Optistruct求解器求解
本文采用Altair HyperWorks自帶的OptiStruct求解器對汽車塑料尾門進行模態(tài)分析及優(yōu)化，最終與試驗對標。
研究結果表明：通過結構不斷優(yōu)化，從初始結果20.1Hz提升至27.4Hz，滿足功能指標≥27Hz；通過尺寸優(yōu)化可對尾門內板減重1045g，不僅達到輕量化目標，同時滿足模態(tài)指標；仿真分析與試驗結果一階模態(tài)值誤差僅0.8%，具有極高的準確度。
