Altair OptiStruct
關(guān)注創(chuàng)建者：ALTAIR 創(chuàng)建時間：2018-11-19
Altair OptiStruct的視頻教程
Altair OptiStruct? 結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析
Altair OptiStruct? 結(jié)構(gòu)動力學(xué)分析 培訓(xùn)內(nèi)容包括： Part 1（動力學(xué)概述、模態(tài)分析、預(yù)應(yīng)力模態(tài)分析、單自由度系統(tǒng)、阻尼建模）， Part 2（瞬態(tài)響應(yīng)分析、頻響分析、動力學(xué)后處理、強(qiáng)迫運(yùn)動分析、隨機(jī)振動、模型檢查與分析設(shè)置）。
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Altair OptiStruct? 隱式非線性在汽車行業(yè)的應(yīng)用
內(nèi)容大綱： 1）OptiStruct非線性功能介紹 2）車身工況典型案例 3）不同求解器之間的模型轉(zhuǎn)換
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Altair OptiStruct? 非線性分析基礎(chǔ)培訓(xùn)
培訓(xùn)內(nèi)容：? 1） 非線性分析基礎(chǔ) 非線性分析理論基礎(chǔ)，非線性分析通用卡片設(shè)置? 2） 幾何非線性 幾何非線性分析、跟隨力、后屈曲分析? 3） 材料非線性 彈塑性材料、超彈性材料、非線性彈簧、墊圈材料等? 4） 接觸非線性 接觸類型、接觸剛度、接觸厚度、過盈配合、初始穿透調(diào)整、接觸的激活與抑制 ?5） 復(fù)雜工況分析 連續(xù)工況分析、螺栓預(yù)緊、預(yù)緊模態(tài)、殘余變形分析
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Altair OptiStruct的實例教程
將上述模型提交Altair Optistruct進(jìn)行求解計算，并在Hyperview中進(jìn)行后處理，查看第二步拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果，如圖9所示（相對密度閾值設(shè)為0.3）。
由圖9可以看出，經(jīng)過兩步拓?fù)鋬?yōu)化后的結(jié)果大多為板狀結(jié)構(gòu)，不存在材料堆積、細(xì)小結(jié)構(gòu)等不規(guī)則結(jié)構(gòu)?；诖藘?yōu)化結(jié)果對機(jī)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了最終設(shè)計，最終設(shè)計的機(jī)架結(jié)構(gòu)如圖10所示。
四、最終設(shè)計的機(jī)架結(jié)構(gòu)分析
為了驗證優(yōu)化后機(jī)架結(jié)構(gòu)的合理性，對最終設(shè)計的機(jī)架結(jié)構(gòu)進(jìn)行了有限元分析。有限元建模方法與之前有限元分析的建模方式一致，此處不再贅述。有限元分析結(jié)果如圖11所示。
通過圖11和圖3中的數(shù)據(jù)對比可以發(fā)現(xiàn)：機(jī)架的最大應(yīng)力有所增加，但仍在許用應(yīng)力范圍之內(nèi)，對機(jī)架結(jié)構(gòu)強(qiáng)度影響不大；除此之外，機(jī)架的整體剛度、局部剛度和動態(tài)特性等均有所改善，且總體積（或重量）減小了13.66%，成功實現(xiàn)了輕量化。
五、總結(jié)與結(jié)論
1）本優(yōu)化案例采用了一種基于Altair Optistruct的精沖壓力機(jī)機(jī)架兩步拓?fù)鋬?yōu)化方法（如圖12所示），采用這種方法，可以得到結(jié)構(gòu)清晰、易于再設(shè)計的機(jī)架結(jié)構(gòu)優(yōu)化結(jié)果。這種方法也可以推廣至其他工程結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計中；
2）基于所提出的兩步拓?fù)鋬?yōu)化方法對12000 kN精沖壓力機(jī)機(jī)架進(jìn)行了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計，得到了新的機(jī)架結(jié)構(gòu)形式，且優(yōu)化后的機(jī)架結(jié)構(gòu)與原始機(jī)架結(jié)構(gòu)相比，在綜合性能提高的情況下，體積（或重量）減少了13.66%，成功實現(xiàn)了輕量化；
3）通過分析優(yōu)化后機(jī)架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，得到兩個結(jié)論：第一是機(jī)架頂部設(shè)計為圓弧形，有利于在保證機(jī)械性能的前提下，節(jié)省材料、降低生產(chǎn)制造成本；第二是材料分布靠近約束部位、重心低，有利于提高結(jié)構(gòu)的動態(tài)性能。
展開 圖 5（a）OptiStruct 的后殼基線設(shè)計和優(yōu)化設(shè)計的比較
（b）優(yōu)化前殼設(shè)計形狀沿 z 方向變化
來源：Altair仿真驅(qū)動設(shè)計
Optistruct提供了專門的形貌優(yōu)化模塊以做到這一點(diǎn)。
舉一個例子。
一個100mm*100mm*1mm的平板，一條邊上的兩個角點(diǎn)固定三個平移自由度，另外一條邊上一個角點(diǎn)固定Z自由度，剩余的角點(diǎn)上施加一垂直于板面的集中力100N?，F(xiàn)在要使得加力點(diǎn)的位移最小，那么該如何在表面起筋呢？
使用Optistruct創(chuàng)建上述幾何模型，并劃分網(wǎng)格得到有限元模型，并創(chuàng)建邊界條件進(jìn)行形貌優(yōu)化后，得到的結(jié)果如下圖
這意味著，可以按照上述云圖來起筋。上圖中紅色區(qū)域意味著是可以凸起的部分，藍(lán)色區(qū)域則是保持原狀的部分。使用上述起筋的方式，就可以得到我們所希望的較高剛度的板件。
評論
充分使用上述四種結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)，可以對一個結(jié)構(gòu)從無到有，從粗到精地進(jìn)行設(shè)計。很多有限元軟件都可以做到這里面的尺寸優(yōu)化。但是對于拓?fù)鋬?yōu)化、形貌優(yōu)化、形狀優(yōu)化，optistruct可謂匠心獨(dú)運(yùn)，技高一籌。充分使用optistruct的結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)，可以幫助結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師在最短的時間內(nèi)得到創(chuàng)新的、合理的、省材料的結(jié)構(gòu)。它的確是結(jié)構(gòu)設(shè)計工程師不可多得的好工具。
下載地址：Altair OptiStruct_v12-2019新功能
展開 利用Altair OptiStruct拓?fù)鋬?yōu)化進(jìn)行車架設(shè)計
如今，得益于增材制造，Altair OptiStruct回到了它的本源，被用來設(shè)計骨骼植入體。整個過程畫了一個完美的圈，從最初拓?fù)鋬?yōu)化被用來模擬骨骼生長的自然表現(xiàn)，最終大自然成為了設(shè)計工程師最好了引路人。
Altair OptiStruct解算器現(xiàn)被用在Altair HyperWorks和Altair Inspire。
Altair OptiStruct是提供拓?fù)鋬?yōu)化的解算器和優(yōu)化器，但是這個工具是為仿真專家而設(shè)計的。Altair Inspire包含了Altair OptiStruct的功能，使用了更加友好的用戶界面，使得設(shè)計工程師能夠在產(chǎn)品設(shè)計的早期階段使用到拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)。
——Yuhao He，Altair高級項目經(jīng)理
Altair Inspire界面示意圖
Altair OptiStruct解算器以各種形式被使用在了髖關(guān)節(jié)植入體，頜骨植入體和脊柱植入體。
展開 Altair 全球研發(fā)專家與您零距離
OptiStruct & RADIOSS
HyperWorks 作為業(yè)界最全面的計算機(jī)輔助工程（CAE）仿真解決方案，已經(jīng)受到全球制造業(yè)企業(yè)的廣泛親睞。在過去的十幾年間，Altair 通過自主開發(fā)、收購以及開展第三方合作的方式不斷加快和增強(qiáng)CAE求解器的研發(fā)進(jìn)程，以滿足用戶的全方位要求。目前在HyperWorks 解決方案中，其求解器功能已經(jīng)涵蓋碰撞安全、結(jié)構(gòu)優(yōu)化、鳥撞分析、跌落測試、多體動力學(xué)分析、噪聲振動NVH 分析、流體動力學(xué)CFD 分析、虛擬風(fēng)洞測試、電磁仿真、鈑金成型等諸多熱點(diǎn)問題的求解。
為了更好地了解國內(nèi)用戶的需求，幫助用戶真正解決CAE 仿真求解問題，Altair 特別邀請Altair 全球研發(fā)專家團(tuán)隊來到中國，與國內(nèi)的用戶進(jìn)行交流，深入了解Altair 求解器的功能，探索CAE 求解器的未來。本次“對話”活動主要涉及OptiStruct 和RADIOSS 兩大求解器，歡迎廣大用戶積極參與。
主講嘉賓介紹
Dr. Harold Thomas
OptiStruct 產(chǎn)品研發(fā)總監(jiān)
Dr. Harold Thomas 負(fù)責(zé)Altair OptiStruct 產(chǎn)品開發(fā)，是首批OptiStruct 研發(fā)團(tuán)隊成員，同時也是美國航空航天學(xué)會的副研究員。他與世界各地的用戶進(jìn)行交流，了解用戶需求，確定軟件的研發(fā)方向和發(fā)展趨勢，并與Altair 軟件開發(fā)團(tuán)隊一起升級軟件的重要功能。
Dr. Harold Thomas 在結(jié)構(gòu)優(yōu)化和有限元分析領(lǐng)域工作25 年以上。畢業(yè)于紐約哥倫比亞大學(xué)機(jī)械工程專業(yè)，并在加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校獲得航空工程博士學(xué)/位。除了大量的學(xué)術(shù)期刊論文，有超過40 篇論文在美國航空航天學(xué)會和Altair 技術(shù)大會上發(fā)表。
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Altair OptiStruct的最新內(nèi)容
完成Altair Hypermesh和 Optistruct課程
硬核技術(shù)，精準(zhǔn)托底
背后有 Altair OptiStruct? 這一行業(yè)頂尖的優(yōu)化求解器坐鎮(zhèn)，再搭配采用無網(wǎng)格技術(shù)的 SimSolid? 快速驗證求解器，Altair Inspire 能精準(zhǔn)生成兼顧力學(xué)性能與輕量化的理想形狀。它不僅幫你 “算對”，更幫你 “算優(yōu)”—— 讓結(jié)構(gòu)在滿足強(qiáng)度要求的同時，材料消耗、產(chǎn)品重量都能降到更低。
Altair OptiStruct作為結(jié)構(gòu)分析與優(yōu)化領(lǐng)域的標(biāo)桿軟件，用三十載技術(shù)沉淀，為航空航天、汽車、工業(yè)機(jī)械等行業(yè)注入創(chuàng)新動能，讓“優(yōu)化驅(qū)動設(shè)計”不再是口號。
在傳統(tǒng)設(shè)計流程中，“先建模、后驗證”的模式往往導(dǎo)致反復(fù)迭代，既浪費(fèi)時間又增加成本。而OptiStruct顛覆性的“單一模型，全流程優(yōu)化”理念，徹底改變了這一現(xiàn)狀。
*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(shè)計階段，通過引入拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)，結(jié)合等效靜態(tài)載荷法，將沖擊工況的非線性動態(tài)載荷轉(zhuǎn)化為等效靜態(tài)載荷，與線性靜態(tài)工況結(jié)合進(jìn)行多學(xué)科多工況的拓?fù)鋬?yōu)化。此方法能夠在設(shè)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(shè)計奠定基礎(chǔ)。
*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(shè)計階段，通過引入拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)，結(jié)合等效靜態(tài)載荷法，將沖擊工況的非線性動態(tài)載荷轉(zhuǎn)化為等效靜態(tài)載荷，與線性靜態(tài)工況結(jié)合進(jìn)行多學(xué)科多工況的拓?fù)鋬?yōu)化。此方法能夠在設(shè)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(shè)計奠定基礎(chǔ)。
*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(shè)計階段，通過引入拓?fù)鋬?yōu)化技術(shù)，結(jié)合等效靜態(tài)載荷法，將沖擊工況的非線性動態(tài)載荷轉(zhuǎn)化為等效靜態(tài)載荷，與線性靜態(tài)工況結(jié)合進(jìn)行多學(xué)科多工況的拓?fù)鋬?yōu)化。此方法能夠在設(shè)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(shè)計奠定基礎(chǔ)。
過去，Altair 的 OptiStruct、Radioss 等工具已為我們解決了許多棘手的結(jié)構(gòu)與安全性問題。現(xiàn)在，隨著SnRD、nanoFluidX、PhysicsAI 等新技術(shù)的引入，我們正逐步把仿真從“驗證工具”轉(zhuǎn)變?yōu)椤霸O(shè)計推動者”。
亞軍：Lucid – 基于模態(tài)法瞬態(tài)分析的耐久性 CAE 工作流程
Lucid 公司與 Altair? OptiStruct? 開發(fā)團(tuán)隊合作，研發(fā)并實施了一套無縫銜接的耐久性 CAE 工作流程。該流程從基于 MBD 的車輛動力學(xué)仿真出發(fā)，逐步推進(jìn)至基于 FEM 的強(qiáng)度、剛度與疲勞分析，最終實現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化。
顆粒系統(tǒng)、多體系統(tǒng)的相互作用
5.結(jié)構(gòu)仿真：從線性優(yōu)化到，復(fù)雜非線性與聲學(xué)分析
Altair OptiStruct：從優(yōu)化起步，到全功能結(jié)構(gòu)求解器
OptiStruct 最早在 1990 年代就開始研發(fā)，名字大家可能一看就能猜到，是以結(jié)構(gòu)優(yōu)化為導(dǎo)向的求解器。
顆粒系統(tǒng)、多體系統(tǒng)的相互作用
5.結(jié)構(gòu)仿真：從線性優(yōu)化到，復(fù)雜非線性與聲學(xué)分析
5.1Altair OptiStruct：從優(yōu)化起步，到全功能結(jié)構(gòu)求解器
OptiStruct 最早在 1990 年代就開始研發(fā)，名字大家可能一看就能猜到，是以結(jié)構(gòu)優(yōu)化為導(dǎo)向的求解器。
