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通過對壓縮機殼體進行VTF（振動傳遞函數）仿真分析，尋找上下殼體振速最大的位置，并基于OptiStruct對壓縮機殼體進行形貌優化，在殼體上優化出最佳的加強筋位置、形狀及尺寸，指導殼體加強筋的設計。對優化后的殼體結構進行模態及VTF仿真校驗，第一階固有頻率提升8.5%，第二階固有頻率提升3.0%，殼體響應點法向振速MAX值降低23.6%，并低于目標值。

搭載的AMSES自動多級子結構求解器，能快速處理百萬自由度模型，一小時內完成數千階模態計算，將原本數月的仿真周期壓縮至數周。航空航天領域的突破最能彰顯其硬核實力。在空客A380機翼前緣肋設計中，OptiStruct通過拓撲與尺寸優化結合，實現了44%的減重效果，單架飛機減重達500kg，直接讓每英里每座運行成本降低20%，且13根肋的設計方案僅用7周就完成交付。

解決方案作為Altair HyperWorks仿真軟件的現有用戶，DUEM團隊把目光投向了OptiStruct軟件，希望借其之力應對這項挑戰。OptiStruct是Altair HyperWorks CAE軟件中提供的一款設計工具。OptiStruct可在設計過程早期利用拓撲優化方法預測結構更好的形態，為依靠分析帶動的設計流程提供了特別大的便利，使設計人員可以在更短的設計周期內完成更設計。

顆粒系統、多體系統的相互作用5.結構仿真：從線性優化到，復雜非線性與聲學分析Altair OptiStruct：從優化起步，到全功能結構求解器OptiStruct 最早在 1990 年代就開始研發，名字大家可能一看就能猜到，是以結構優化為導向的求解器。

采用Isight進行多目標多學科優化，通過Isight集成和管理復雜的仿真流程，運用多種優化算法自動探索得到優化方案，從而縮短產品研制周期，降低研發成本。本例研究汽車副車架的強度、模態和質量表現。主要是建立參數化模型后提交Optistruct求解，便于Isight進行集成軟件。

《OptiStruct及HyperStudy優化與工程應用》 方獻軍，徐自立，熊春明，機械工業出版社 文章來源：結構仿真學習

其中有一種有限元分析技術不管是在低端制造業還是在高端科技領域都占據著非常大的份量，那就是結構優化技術，而Optistruct 就是為結構優化技術而生的。

顆粒系統、多體系統的相互作用5.結構仿真：從線性優化到，復雜非線性與聲學分析5.1Altair OptiStruct：從優化起步，到全功能結構求解器OptiStruct 最早在 1990 年代就開始研發，名字大家可能一看就能猜到，是以結構優化為導向的求解器。

它打破傳統 CAE 軟件 “碎片化” 痛點，整合高性能前處理、多物理場求解、結構優化、結果可視化等一站式工具，核心模塊涵蓋：· HyperMesh：全球公認的行業標桿級前后處理器，幾何處理與網格劃分能力無人能及；· OptiStruct：頂尖結構優化求解器，拓撲、形貌、尺寸優化技術引領行業，輕量化設計核心引擎；· MotionView/MotionSolve：專業多體動力學仿真工具

本文利用Proe、Hypermesh、Optistruct和OSSmooth等軟件進行多學科聯合仿真，通過折中規劃法解決多工況優化問題，結合變密度拓撲優化法實現了汽車輪轂的概念設計，分別得到了3種汽車輪轂的創新結構模型。

一方面通過優化行走機構的鉸點位置，降低上述部件作業運行過程中鉸點的峰值載荷。另一方面優化絲杠和車架的受力結構，提高結構強度,以進一步降低結構的應力水平。

以上針對仿真分析是可以滿足工作需求的，但對于多學科優化工作而言，往往會遇到一些問題。 仿真分析最后的計算通常只需要提交命令進行計算即可。而多學科優化分析往往需要配置優化流程，包括輸入文件解析、輸出文件解析、求解設置，文件傳遞等等設置。這一系列操作往往都是需要在GUI界面下完成。

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。

以上針對仿真分析是可以滿足工作需求的，但對于多學科優化工作而言，往往會遇到一些問題。 仿真分析最后的計算通常只需要提交命令進行計算即可。而多學科優化分析往往需要配置優化流程，包括輸入文件解析、輸出文件解析、求解設置，文件傳遞等等設置。這一系列操作往往都是需要在GUI界面下完成。

下圖為optistruct求解平臺下模態法計算瞬態沖擊的整個設置流程序。 長壽命計算的仿真流程也是類似，只是多了個輸出振動過程的PSD譜，統計標準控制下測試時間內的結構疲勞損傷。 下圖為optistruct求解平臺下模態法計算長壽命的整個設置流程。

在數值仿真領域FSI概念擴展到一般性的CFD模型和FEA模型的數據交換問題。FSI真實案例：大橋與風場組成了耦合系統，大風產生了一定頻率的卡門渦脫落，這個頻率與耦合系統中的結構固有頻率相近，使系統發生了共振，大橋劇烈晃動直至崩塌。

在HyperGraph 2D中查看懸臂梁施加載荷點的位移，與模態法分析對比的結果如下： 文章來源：結構仿真學習

九、展望一直以來，不管是塑料尾門，或者其他塑料件產品，冷熱交變循環試驗后，產品往往容易出現開裂、下塌、尺寸超差等一系列問題，目前新版本的OptiStruct具備此功能，所以，后續會通過相關實際產品案例與試驗相結合，通過OptiStruct軟件仿真提前識別風險。

關于 Altair 澳汰爾 Altair（納斯達克股票代碼：ALTR）是計算科學和人工智能（AI）領域的全球領導者之一，在仿真、高性能計算 (HPC) 和人工智能等領域提供軟件和云解決方案。Altair 能使跨越廣泛行業的企業們在連接的世界中更高效地競爭，并創造更可持續的未來。