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該論文以基于OptiStruct的壓縮機殼體VTF仿真分析及形貌優化為主題開展相關研究，論文對壓縮機殼體進行了VTF分析，基于OptiStruct對其壓縮機殼體結構的筋肋布局等進行了形貌優化，并得到最佳的加強筋的位置、形狀及尺寸，從而改善了壓縮機的振動噪聲性能。

本例以汽車控制臂三種工況、加上1階模態下的多目標拓撲優化為例，講述在optistruct中是如何進行多目標拓撲優化，非公式，目的就是快速得到傳遞路徑，與傳統輸入公式傳遞路徑基本上百分九十以上的相似度，如果有需要公式方面的同學也可以聯系我，有相關的資料購買后對于模型中不懂的地方都可以問

4 基于Optistruct的輪轂多工況拓撲優化本文主要研究輪轂的徑向和彎矩工況，其約束條件和受力都不同，所以拓撲優化會得到2種不同的拓撲結構，因而多工況下的剛度優化成為了多目標優化問題。為達到最優的拓撲結構，引入折中規劃法解決多工況優化問題。折中規劃法通過折中優化設計變量對多個目標的影響，將多目標優化問題轉化為單目標優化問題[15-17]。

Altair OptiStruct? 自由形狀優化算法：classic 和 vertex morphingAltair OptiStruct? 自由形狀優化算法分 classic 和 vertex morphing 兩類，vertex morphing 方法自由度更大，但是計算量也會隨之大幅度增加，而且 vertex morphing 方法目前還是 beta 版本，使用時需謹慎。

優化參數是板的外形，HyperStudy先調用OptiStruct計算模態，再調用AcuSolve計算外流場。

【關注公眾號并發送“拓撲優化案例”至后臺即可下載本文案例】 結構優化根據設計變量的不同通常可以分為拓撲優化，形狀優化和尺寸優化。這三種優化手段也對應我們結構設計的不同階段，拓撲優化因為有更多的自由度所以通常用于概念設計階段，形狀優化用于基本設計階段，而尺寸優化就用于最終的詳細設計階段。當然這三種技術在各個階段混合使用的情況也有。

Altair OptiStruct? 自由形狀優化算法：classic 和 vertex morphingAltair OptiStruct? 自由形狀優化算法分 classic 和 vertex morphing 兩類，vertex morphing 方法自由度更大，但是計算量也會隨之大幅度增加，而且 vertex morphing 方法目前還是 beta 版本，使用時需謹慎。

優化參數是板的外形，HyperStudy先調用OptiStruct計算模態，再調用AcuSolve計算外流場。

本文的結構優化設計指的是:基于 OptiStruct 內置的可行方向法（MFD），對主體焊接總成的厚度、尺寸進行最佳組合設計的理論與方法。這種設計思想的具體實現方式是:基于一定的程序算法，在設計可行域內，逼近能夠滿足預期設計目標的、最符合設計要求的狀態。由于此內置算法基于的是梯度優化算法，采用這種方案通常不一定能在全局找到最優的一個解，但是能得到一個比之前更優的設計，在工程上具有很重要的實際意義。

CFD拓撲優化方法需要先創建一個設計空間，在此空間內軟件算法自動尋優，逐步去除多余的空間體積，找出最佳的流道形狀。

2 子模型法實現方式OptiStruct作為Altair旗下的一款結構分析求解器，其先進的NVH分析求解功能、穩健的非線性/傳動耐久分析、高并行求解能力、備受贊譽的優化技術、同HyperMesh無縫連接等優勢，使其廣泛地應用于工業結構設計及優化設計。因此，本文選取OptiStruct作為載體實現子模型法求解設置。實現子模型法主要通過以下3種方式。

HyperStudy 集成的求解器接口 HyperMorph 基于網格變形，創建Shapes自由形狀變量，通常用于管路阻力或氣動外形的優化。

副儀表板總成結構如圖1所示： 圖1 副儀表板總成結構圖 支撐鋁架結構如圖2所示： 圖2 支撐鋁架結構圖 本次是基于副儀表開啟狀態工況，在扶手頂端施加400N載荷，同時考慮相關部件重力載荷作用，對支撐鋁架結構進行拓撲優化。

隨著計算機輔助工程的發展，結構優化技術日益成熟，并且應用廣泛。尺寸優化和形狀優化是仿真軟件HyperWorks的優化模塊OptiStruct提供的優化方法，應用于產品的詳細設計階段，是關于模型細節方面的優化設計。

除了上述整體的形狀優化方法以外，OPTISTRUCT還提供了局部形狀優化技術，可以對局部應力較大的區域進行形狀優化，從而得到減小應力的目的。 4 薄壁結構的表面加筋設計——形貌優化 有時候，當我們設計出一種薄壁結構后，發現該結構的剛度不夠。為了改善該結構的強度和剛度，我們可以整體加厚，但是我們發現這樣又很浪費材料。那么該怎么辦呢？

HyperStudy 集成的求解器接口 HyperMorph 基于網格變形，創建Shapes自由形狀變量，通常用于管路阻力或氣動外形的優化。

應力約束 (STRESS):在拓撲優化中直接施加全局應力約束計算量大且可能不穩定，通常作為后續尺寸/形狀優化的約束。6. 提交計算與監控：①將定義好的模型（網格、屬性、載荷、邊界條件、優化設置）提交給 OptiStruct 求解器。②監控求解日志文件 (.out/.log) 和迭代過程文件 (.iter)，了解收斂情況、警告和錯誤信息。

01 形狀優化或者形狀+尺寸聯合優化 如果發現OptiSruct優化結果中的形狀變量幾乎都沒有變化，可以將優化的SHAPEOPT項調整為2來強制要求OptiStruct在優化過程調整形狀變量的值。

本文采用的自由形狀優化技術是一種基于網格節點自由變形的技術，該技術基于目標函數對設計域網格節點坐標的靈敏度分析以及每次迭代的移動控制策略，能夠自動地改變設計域的網格坐標，省去了設計人員手動對單元網格進行變形的步驟，設計人員只需要在結構上選擇節點集合再設定好移動控制參數即可等待優化結果報告。

這些案例印證了OptiStruct在極端工況下的可靠性，也成為行業標桿。在汽車行業，輕量化與新能源轉型相輔相成。OptiStruct支持從車身底盤到電池包的全組件優化，既能通過多物理場仿真保障碰撞安全與NVH性能，又能精準控制材料用量，幫助車企實現10-30%的減重目標，直接提升續航里程與燃油經濟性。