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本文借助Altair Ispire軟件，采用有限元方法模擬汽車踩踏板在各個工況下的受力情況，確定風(fēng)險點位置，根據(jù)拓?fù)湓茍D并基于踩踏板原始模型構(gòu)建滿足結(jié)構(gòu)強度要求的優(yōu)化模型，實現(xiàn)汽車踩踏板的輕量化設(shè)計。優(yōu)化過程針對性強，可有效縮短優(yōu)化周期。

Altair Inspire內(nèi)部搭載了功能強大的Altair OptiStruct求解器，是一個經(jīng)過工業(yè)驗證的線性和非線性靜力學(xué)及振動力學(xué)求解器，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)結(jié)構(gòu)設(shè)計及優(yōu)化設(shè)計領(lǐng)域如基于應(yīng)力、疲勞的優(yōu)化等。

Altair一直致力于開發(fā)和實施各種智能仿真技術(shù)，能夠幫助您在產(chǎn)品的重量、性能和成本之間達(dá)到良好平衡。其中輕量化設(shè)計利器Altair Inspire 是業(yè)內(nèi)最強大、最易于使用的衍生式設(shè)計/拓?fù)?em>優(yōu)化及快速仿真解決方案，旨在助力設(shè)計工程師快速而輕松地創(chuàng)建并研究結(jié)構(gòu)高效型概念設(shè)計。

重型滑板車后懸架系統(tǒng)的運動分析及基于Altair Inspire的后搖臂設(shè)計 該項目設(shè)計了重型踏板車后懸架系統(tǒng)的搖臂和后懸架的搖臂，預(yù)計這兩個部件都將采用鑄造鋁合金JIS ADC 12進(jìn)行重力鑄造。后懸架系統(tǒng)由發(fā)動機缸體、排氣系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、制動系統(tǒng)、減震器、后搖臂、車輪和輪胎組成。

本文主要介紹基于Altair Inspire輕量化設(shè)計結(jié)構(gòu)后通過Midjourney圖生成圖的方法及其優(yōu)勢。1. Altair Inspire輕量化設(shè)計 Altair Inspire是一款專業(yè)的設(shè)計軟件，可以幫助工程師進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計。其中，輕量化設(shè)計是其強項之一。在設(shè)計過程中，Altair Inspire可以自動實現(xiàn)材料優(yōu)化和幾何形狀優(yōu)化，以達(dá)到最佳的結(jié)構(gòu)強度和重量比。

然而，由于其特殊的制造方式和材料選擇，增材制造的設(shè)計過程相對于傳統(tǒng)制造更加復(fù)雜，需要考慮更多的因素。為了解決這個問題，Altair公司推出了一款專門針對增材制造的設(shè)計軟件——Altair Inspire。 Altair Inspire是一款基于拓?fù)?em>優(yōu)化和仿真分析的輕量化設(shè)計軟件。它通過自動化分析和優(yōu)化功能，幫助用戶快速生成高效且輕量的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

隱式建模：擺脫傳統(tǒng) CAD 的邊界表示限制，通過函數(shù)驅(qū)動、體素化生成，實現(xiàn)復(fù)雜晶格、多尺度結(jié)構(gòu)的快速建模與優(yōu)化迭代。我們已實現(xiàn)：減重40%的航空發(fā)動機支架（通過點陣結(jié)構(gòu)與應(yīng)力路徑優(yōu)化）；性能提升300%的熱交換器（基于流體仿真驅(qū)動的多孔結(jié)構(gòu)設(shè)計）；零裝配的一體化汽車懸架（借助 Altair Inspire 的制造約束算法）。

齒輪因具有穩(wěn)定的傳動比而在傳動裝置中為重要的傳動件之一，齒輪結(jié)構(gòu)性能的好壞不僅影響其工作壽命，也影響了傳動裝置的性能。隨著工業(yè)制造的要求不斷提高，對于設(shè)計出性能良好且節(jié)省材料的傳動件也提出了較高的要求。在此背景下，將結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)引入齒輪設(shè)計中，實現(xiàn)齒輪的高質(zhì)量、輕量化設(shè)計。

靈感落地，快人一步無需復(fù)雜的前置仿真經(jīng)驗，Altair Inspire 把 “探索結(jié)構(gòu)方案” 變成了一件輕松的事。無論是初創(chuàng)產(chǎn)品的概念設(shè)計，還是大型建筑的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，你只需輸入設(shè)計空間、材料屬性與受力需求，就能快速生成高效的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)。從靈感迸發(fā)拿到可行方案，原來可以只花幾小時，而不是幾周。

Inspire 輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計Inspire 應(yīng)用場景之結(jié)構(gòu)-流體-多體的快速仿真點陣結(jié)構(gòu)快速仿真驗證高度集成的 Altair 仿真解決方案、設(shè)計出高性能且可制造的產(chǎn)品4.與研發(fā)流程的結(jié)合SimSolid 與 Inspire 主要嵌入在研發(fā)早期，與傳統(tǒng)有限元互補： SimSolid：讓設(shè)計工程師快速驗證靈感想法

? 生態(tài)完整，適配性強：與Altair結(jié)構(gòu)仿真、優(yōu)化設(shè)計、AI、HPC等工具無縫協(xié)同，可實現(xiàn)多學(xué)科聯(lián)合仿真，同時適配汽車、航空、建筑、醫(yī)療、電子等全行業(yè)，無需額外適配即可投入不同領(lǐng)域的研發(fā)工作，靈活性極強。

Altair Inspire中的拓?fù)?em>優(yōu)化功能非常強大，基于無網(wǎng)格的拓?fù)?em>優(yōu)化，可以節(jié)約大量時間。

4結(jié)論基于仿真驅(qū)動的座椅結(jié)構(gòu)正向設(shè)計方法是一種高效、準(zhǔn)確的設(shè)計方法。使用 Optistruct 在概念設(shè)計階段，通過拓?fù)?em>優(yōu)化確定最優(yōu)的材料分布和形狀。本文主要結(jié)論：1）在座椅的概念設(shè)計階段就介入仿真分析，通過使用拓?fù)?em>優(yōu)化進(jìn)行座椅的正向結(jié)構(gòu)設(shè)計，可以在設(shè)計自由度較高時確定最優(yōu)的材料分布和形狀。

包括但不限于： HyperMesh 與 SimLab 為研究人員和學(xué)生提供了高效的幾何處理與網(wǎng)格建模能力，幫助快速建立復(fù)雜的有限元模型；OptiStruct 和 Inspire 則廣泛用于結(jié)構(gòu)分析與拓?fù)?em>優(yōu)化實驗，為輕量化設(shè)計和創(chuàng)新結(jié)構(gòu)探索提供可靠支撐。

</li><li>參數(shù)化設(shè)計：支持對流體模型進(jìn)行參數(shù)化定義，方便進(jìn)行設(shè)計迭代和優(yōu)化。例如在設(shè)計換熱器時，可通過調(diào)整Lattice晶格的類型和尺寸參數(shù)，快速得到不同方案并進(jìn)行對比分析。</li><li>探索和優(yōu)化：Design Explorer工具根據(jù)用戶設(shè)定的目標(biāo)和邊界條件，對流體結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，突破傳統(tǒng)設(shè)計的限制，生成輕量化且高性能的流體部件。

Altair 基于這種技術(shù)，為設(shè)計工程師專門開發(fā)了一個名為Altair^? Inspire^? 的簡潔的工作環(huán)境。

而通過在概念階段進(jìn)行拓?fù)?em>優(yōu)化分析，提前進(jìn)行仿真優(yōu)化，綜合考察主要性能，進(jìn)行結(jié)構(gòu)的正向設(shè)計。可以提升產(chǎn)品數(shù)據(jù)成熟度及減少仿真優(yōu)化輪次，進(jìn)而縮短開發(fā)周期。且通過完全正向設(shè)計，使得結(jié)構(gòu)設(shè)計更加合理，在優(yōu)化的過程中可以更好地平衡性能，成本和輕量化等多方因素。4結(jié)論基于仿真驅(qū)動的座椅結(jié)構(gòu)正向設(shè)計方法是一種高效、準(zhǔn)確的設(shè)計方法。