Optistruct求解器的案例
基于Hypermesh前處理與Fluent、Optistruct求解器的流固耦合分析（二）流固耦合
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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，本篇博客將繼續說明后續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，減小后續壓強數據映射的誤差），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
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該參數可能為正可能為負，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格上。
展開 基于Optistruct求解器的分析基礎簡介 ￥1
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 基于Hypermesh前處理與Fluent、Optistruct求解器的流固耦合分析（一）流場計算
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產生影響，或產品本身不允許在流體的作用下發生較大的變形，這種情況下只需要先求解出流體與固體界面上的壓強數據，并將壓強數據傳導到固體的表面進行結構力學計算。然而，如果結構發生大變形，流體的速度和壓力場就會因此發生改變，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實際產品及作用工況進行判斷。
本文將執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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展開 基于Tcl二次開發，用于hypermesh—optistruct/nastran求解器模塊自動化屬性、材料卡 ￥25
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本工具基于Tcl語言開發，用于hypermesh里面的optistruct/nastran求解器模塊，主要實現以下自動化功能：
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智能識別組件單元類型：自動區分殼單元（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值，支持多種命名格式（如 t0P8MM、thickness3P2、thick5 等），并能智能規避材料等級標號（如AL6061_T6）的誤識別。
</div><div contenteditable="false" width="100%">
屬性自動創建與關聯：若組件無屬性，則自動創建屬性并綁定至組件；若已存在，則跳過避免重復；
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材料自動創建與關聯：若組件無材料，則自動創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庫；
</div><div contenteditable="false" width="100%">
穩健性非常好，復雜裝配體告別手搓，前處理效率提升一個臺階！
展開 
tcl語言hypermesh二次開發 門洞屈曲自動化計算程序 optistruct求解器 ￥500
<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 門洞屈曲自動化計算程序 optistruct求解器，付款后聯系我發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</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>
展開 某軌道交通空調風機總成的分析與研究
2 分析結果
本文利用HyperWorks仿真平臺的OptiStruct求解器對該軌道交通空調風機總成進行求解。OptiStruct是Altair公司一款功能非常強大的通用結構分析求解器，被廣泛應用于線性和非線性結構分析，適用于多個學科，包括靜力學和動力學、振動、聲學、疲勞和多物理場。同時OptiStruct與HyperMesh可以實現無縫銜接，載荷和約束設置完畢后，在HyperMesh中建立Load Step工況后，就可以提交計算，計算結果在后處理軟件HyperView中進行查看。圖7～圖11分別為風機總成靜態強度應力云圖及各個部件的應力云圖。
圖5 葉輪與輪轂螺栓連接及接觸
圖6 軌道交通空調風機總成有限元約束邊界
圖7 軌道交通空調風機總成應力云圖(MPa)
圖8 軌道交通空調風機框架應力云圖(MPa)
從計算分析結果可以看出：軌道交通空調風機總成的最大應力為198 MPa, 出現在空調風機的框架上，位于框架與電機支架的螺栓連接處；電機支架的最大應力為122.1 MPa, 出現在支架折彎處；風機葉輪的最大應力為142.1 MPa, 出現在每個葉輪的根部；風機輪轂的最大應力為26.53 MPa, 出現在輪轂與葉輪的螺栓連接處。所有部件的最大應力均未超過材料的屈服強度205 MPa, 滿足設計要求。
圖9 軌道交通空調風機電機支架應力云圖(MPa)
圖10 軌道交通空調風機葉輪應力云圖(MPa)
3 結論
文章以某軌道交通空調風機總成為研究對象，運用SolidWorks建立了幾何模型，利用HyperMesh建立了有限元模型，考慮風機轉動離心力和沖擊加速度載荷，用OptiStruct求解器進行了靜態結構強度分析。分析結果表明，各部件最大應力均未超過材料屈服強度。
展開 某型純電動大客車NVH性能分析及優化
(1) 優化目標：一階固有頻率最小；
(2) 設計變量：地板中后部；
(3) 約束條件：起筋角度為 60°；
在hypermesh軟件中進行設置，提交到optistruct求解器進行計算，形貌優化共迭代19次，最后一次迭代加強肋云圖如下。
圖4.2最后一次迭代加強肋云圖 圖4.3自由阻尼鋪成位置
考慮到地板骨架錯綜復雜，且客車選用的竹膠地板，進行加筋處理較為困難，考慮對其進行阻尼處理，根據形貌優化最后一次迭代加強肋云圖，確定阻尼布置的位置，采用漸青類阻尼材料，厚度為5mm，損耗因子為1，如圖所示；
由上分析可知客車的側圍對NTF峰值有一定的影響，為降低峰值在側圍的局部位置涂一層厚度為5毫米的自由阻尼；在中間車門階梯側圍、前門階梯側圍分別涂一層厚度為5毫米的自由阻尼和厚度為1.5mm的加強筋，如下圖
圖4.4車身阻尼及加強梁布置位置
在hypermesh軟件中設置好之后，利用optistruct求解器再一次求解噪聲傳遞函數，激勵點選擇電機右前懸置點，其他設置條件均不變，求出的噪聲傳遞函數如下圖所示，優化后，在頻率80Hz處噪聲減小了3.8dB，優化效果明顯。
圖4.5優化后的電機右前懸置點在最后一排的噪聲傳遞函數
優化前后的電機右前懸置點在最后一排處的噪聲傳遞函數對比圖如下圖所示，其中系列1是優化前，系列2是優化后。
展開 基于optistruct的模態分析方法 ￥2
本例將基于現有的汽車擋泥板模型，展示在optistruct求解器上進行模態分析基本流程。
1. 打開模型：
a：單擊 file-import-Solver Deck；
b：選擇OptiStruct求解器
c：選擇文件sshield.fem，單擊Open，完成模型的導入。
注：假設螺栓剛度遠大于本體剛度，固定螺栓采用Rbe2單元模擬，中間節點擁有完整的6個方向的自由度，并通過Rbe2單元將螺栓固定孔附近的單元相互連接。
2. 材料創建
在模型樹中，右鍵單擊Creae-Material ，在名稱中鍵入steel，并完成參數設置：
a. Card Image 選擇 MAT1；
b. E（楊氏模量）：210000
c. NU（泊松比）：0.3
d. PHO（密度）：7.85e-9
（模態分析中需要考慮質量）
3. 屬性編輯
對模型樹中的預定義屬性進行參數修改：厚度T:0.25,材料：steel。
7.仿真結果
36Hz
展開 基于新能源汽車駐車機構（棘爪）拓撲優化的構想
心得
通過本次拓撲優化，學習了Optistruct求解器接觸的基本用法，同時對接觸力學的三種非線性知識有了一定的了解。掌握了拓撲優化的基本用法，能利用該方法解決工程中的一些實際問題，指導結構設計，本次雖為第一次使用Optistruct求解器，但從本次的拓撲優化中，收獲頗多，在今后的工作中，也會使用該軟件對結構進行優化設計，減輕工作量的同時，也能達到減重降本的目的。
由于排版存在問題，因此將本文涉及到的模型、原文及視頻放于百度云，如有問題或不對之處，歡迎共同探討，謝謝。
鏈接：https://pan.baidu.com/s/1levYszGffzoCCAM0yUruPA
提取碼：gnro
展開 HyperWorks在汽車行李箱優化中的應用
摘要：本文針對某款車型的行李箱在強度耐久試驗中存在因剛性不足而導致面板變形，行李箱蓋難以扣鎖之問題，利用HyperWorks建立行李箱的有限元模型，通過OptiStruct求解器對結構強度進行分析，并提出結構整改建議，對比參考樣車后采用最佳優化方案，最終實車通過強度耐久試驗，滿足設計要求。
概述
近年來，隨著CAE仿真技術的逐漸成熟，其高效率、低成本的優勢被國內外汽車廠商青睞，成為汽車設計的不可或缺的主要手段。HyperWorks軟件以其高性能、開放式有限單元前后處理器、強大的網格劃分能力及提供幾乎所有主流商業CAD系統和CAE求解器接口等諸多優點成為CAE技術廣泛應用的工具。
本文針對某轎車行李箱在強度耐久試驗中出現因行李箱剛性不足造成面板變形，導致行李箱蓋鎖扣發生偏移，難以關閉行李箱蓋的問題展開結構強度分析工作。利用HyperWorks建立行李箱的有限元模型，通過OptiStruct求解器對結構強度進行分析，并提出結構整改建議，對比參考樣車后采用最佳優化方案，最終實車通過強度耐久試驗，滿足設計要求。
1 建立有限元模型
1.1網格劃分
首先利用HyperMesh前處理功能建立行李箱總成各結構件的有限元模型，選用殼單元，基本網格單元尺寸為5mm。結構連接采用RBE2、RBE3、粘膠、焊接單元，并充分考慮結構的具體特征如圓角、翻邊、工藝孔等，對結構的簡化處理不影響結構的強度分析結果。完成后的行李箱有限元模型網格數量共有73475個，其中三角形殼單元3476個，占4.7%。單元質量符合企業給定標準。行李箱有限元模型見圖1。
展開 HyperWorks在汽車行李箱優化中的應用
（轉）
摘要：本文針對某款車型的行李箱在強度耐久試驗中存在因剛性不足而導致面板變形，行李箱蓋難以扣鎖之問題，利用HyperWorks建立行李箱的有限元模型，通過OptiStruct求解器對結構強度進行分析，并提出結構整改建議，對比參考樣車后采用最佳優化方案，最終實車通過強度耐久試驗，滿足設計要求。
概述
近年來，隨著CAE仿真技術的逐漸成熟，其高效率、低成本的優勢被國內外汽車廠商青睞，成為汽車設計的不可或缺的主要手段。HyperWorks軟件以其高性能、開放式有限單元前后處理器、強大的網格劃分能力及提供幾乎所有主流商業CAD系統和CAE求解器接口等諸多優點成為CAE技術廣泛應用的工具。
本文針對某轎車行李箱在強度耐久試驗中出現因行李箱剛性不足造成面板變形，導致行李箱蓋鎖扣發生偏移，難以關閉行李箱蓋的問題展開結構強度分析工作。利用HyperWorks建立行李箱的有限元模型，通過OptiStruct求解器對結構強度進行分析，并提出結構整改建議，對比參考樣車后采用最佳優化方案，最終實車通過強度耐久試驗，滿足設計要求。
1 建立有限元模型
1.1網格劃分
首先利用HyperMesh前處理功能建立行李箱總成各結構件的有限元模型，選用殼單元，基本網格單元尺寸為5mm。結構連接采用RBE2、RBE3、粘膠、焊接單元，并充分考慮結構的具體特征如圓角、翻邊、工藝孔等，對結構的簡化處理不影響結構的強度分析結果。完成后的行李箱有限元模型網格數量共有73475個，其中三角形殼單元3476個，占4.7%。單元質量符合企業給定標準。行李箱有限元模型見圖1。
展開 
基于HyperWorks后部高度傳感器支架剛度分析與優化設計
汽車傳感器作為汽車電子控制系統的信息源，是汽車電子控制系統的關鍵部件，也是汽車電子技術領域研宄的核心內容之一。
傳感器支架主要是起到固定傳感器作用的功能，如果傳感器剛度不足，傳感器就不能正常工作，不能提供正常的數據，會明顯降低整車的性價比，也會給用戶帶來不便。為了更好的模擬實際工況，考慮了傳感器支架在車輛行駛過程中的受力情況，設計了四種工況條件，根據計算的位移情況來判斷剛度是否滿足要求，同時針對剛度不足的情況提出優化建議。
HyperWorks作為高效的CAE軟件集前后處理與求解器于一體，功能全面，操作便捷，因此本文選用HyperMesh建立支架的有限元模型，選用OptiStruct求解器完成對模型的剛度分析，使用HyperView進行后處理得到位移分布云圖，其分析結果為結構設計和改進提供參考依據。
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原支架結構剛度分析
2.1 有限元模型的建立
該分析主要是針對傳感器支架剛度問題，所以將傳感器結構簡化成一個質量點，只考慮支架的結構。首先對CATIA創建的幾何模型，運用HyperMesh進行幾何清理，最后按照有限元網格劃分規范對模型進行網格劃分，模型結點數1820,單元數1728,如圖1所示。
展開 基于OptiStruct的蓄電池支架有限元分析
但是材料非線性求解時間為線性求解時間的120倍左右，因此，為了節約時間，提高效率，蓄電池支架可用材料線性求解即可。
3.2 蓄電池支架拉桿孔改進方案
對蓄電池支架拉桿孔不斷改進，共設計出4種支架模型，如圖5所示。工況四及材料線性條件下，支架最大應力云圖如圖9所示，線性條件不同支架模型結果如圖10所示。
蓄電池支架拉伸強度為126MPa，取安全系數1.5。由圖10可以看出：模型1、2蓄電池支架最大應力均已超出其拉伸強度126Mpa/1.5=84MPa，模型3、4滿足強度要求，模型4為最優方案。
4 分析與結論
運用HyperMesh中的OptiStruct求解器可對蓄電池支架進行線性與非線性求解，改進后的蓄電池支架可使其拉桿孔不被拉裂，為蓄電池支架注塑成型提供了依據，滿足客戶要求，為蓄電池支架的生產帶來了巨大的價值。分析結論表明：
（1）蓄電池支架在材料線性與非線性求解條件下，支架最大應力相差僅6.7%，因此可用材料線性對蓄電池支架進行有限元分析以提高效率；
（2）蓄電池支架最大應力產生在支架拉桿孔處；
（3）通過不斷改進支架拉桿孔結構，支架最大應力由132MPa降低至55MPa，滿足其拉伸強度要求。
5 參考文獻
[1] 王江濤，靳春梅，顧彥，等.轎車蓄電池支架NVH性能優化分析.汽車與配件，2009，（31）：24-26.
[2] 孫風蔚，徐昊，陳杰龍，等.不同車型蓄電池支架結構設計分析.農業裝備與車輛工程，2012，（10）：52-55.
[3] 戴姝，孫風蔚，陳杰龍，等.蓄電池支架的優化設計. 農業裝備與車輛工程，2012，（10）：58-62.
[4] 梁飛飛，錢江.蓄電池支架結構抗震性能分析.佳木斯大學學報，2013，（05）：651-655.
展開 Optistruct求解器下，螺栓怎么加預應力啊
『轉貼』在Hypermesh中使用OptiStruct求解器的重力、離心力、旋轉慣性力施加方法
感覺還是能學到一點東西的，和各位一起分享。
連接地址：http://www.simwe.com/forum/thread-748591-1-7.html
