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3 優化分析3.1 拓撲優化分析按照上述拓撲優化的技術路線采用Optistruct軟件，對壓縮機支架進行優化，優化出壓縮機支架上有限元網格上每個單元的最佳相對密度分布。工程上，常采用0.3的相對密度閾值，即相對密度小于0.3的單元密度屬于冗余，予以去除，最終優化結果如下圖6所示：壓縮機支架中間部位的單元密度小于0.3，對于壓縮機一階模態的提升貢獻偏小，予以去除。

瞬態分析中有兩種方法，模態法和直接法。其中模態法只能用于線性分析，求解速度快，由于模態截斷存在微小誤差。直接法可以用于線性和非線性分析，隨著模型自由度的增加，求解復雜度以幾何級數增加，求解速度較慢。 在OptiStruct中，線性瞬態分析直接法采用的是Newmark-β方法，除了求解算法不同外，其與模態法分析的差別在于阻尼的設置。

模態靈敏度分析：使用Optistruct進行模態靈敏度分析，設置同剛度靈敏度分析扭轉模態靈敏度分析云圖結果：彎曲模態靈敏度分析云圖結果：扭轉模態靈敏度分析柱狀圖結果：彎曲模態靈敏度分析柱狀圖結果：彎曲和扭轉模態靈敏度分析柱狀圖結果：根據靈敏度分析結果，進行變量篩選，對靈敏度小的變量進行剔除。

首先進行OptiStruct的模態分析，將模態頻率和振型（*op2文件）傳遞給AcuSolve，模態向量從固體網格映射到流體網格的濕表面上。接著打開ALE動網格開關，Moving Mesh → Computed求解濕表面的變形。需要注意的是：P-FSI固體變形必須在線性范圍內，無法考察固體內的真實應力，但是可以評估結構的疲勞水平。

在OptiStruct中進行電池包殼體尺寸優化，需結合參數化建模、載荷工況定義、約束設置和優化目標，實現輕量化與結構性能的平衡。以下是詳細流程和關鍵要點：一、優化流程1. 前處理：參數化建模· 設計變量：將殼體關鍵區域厚度設為變量。· 非設計區域：固定螺栓孔、密封面等區域厚度。

汽車輕量化一直備受關注，也是節能減排的重要環節。汽車尾門以塑代鋼備受青睞，而塑料尾門在總多性能指標（如模態、剛強度、熱變形、蠕變、頂起量、猛關、耐久等）中，模態性能往往最難達到目標值，因此，研究汽車塑料尾門模態尤為重要。本文采用Altair HyperWorks自帶的OptiStruct求解器對汽車塑料尾門進行模態分析及優化，最終與試驗對標。

在這種工況下，采用車門沿Z軸負方向上的最大位移量作為評價指標，最大位移量越小，說明車門剛度性能表現越優秀。在OptiStruct模塊中進行有限元分析，獲得車門位移云圖。依據FMVSS和ULSCA研究成果，并與本文仿真數據比較，設置參考臨界值為10 mm。最大位移發生在窗框角部，大小為7.52 mm，而鉸鏈處變形程度很小。剛度性能滿足設計要求。

4）建立load steps工作步，選擇complexeigen(modal)方法，選擇實模態計算method(struct)= eigrl，選擇復模態計算方法cmethod=eigc。5）建立control cards，選擇sol110；另外選擇常用的參數控制例如param,autospc,yes；選擇param,post,-2輸出Op2文件；設置輸出位移，應變能等等。

圖：ODS輸出定義圖：不達標頻率點ODS振型模態貢獻率輸出定義：SET 20 = 11217/T3 SET 90 = 72.5 PFMODE(FLUID,STRUCTMP=ALL,FLUIDMP=ALL,SORT=ABSD, SOLUTION=90) = 20模態貢獻率分析結果：總結1、基于MSC Nastran

具體地：文件主要包括Meshworks的批處理.bat文件，設計變量的一個txt文件（后續只需更改.txt文件便可直接更新模型），再依據求解器的需要，輸出求解目標格式文件，例如支持Optistruct和Nastran的.bdf文件。

2.1模態仿真 發動機罩的振動特性主要由低階模態決定，因此，在求解時設置頻率范圍為0～100Hz，計算該范圍內的所有模態頻率和振型。發動機罩不施加任何的力和約束，通過OptiStruct求解得出原鋼制發動機罩的自由模態結果。

通過HyperMesh進行有限元建模及前處理，提交OptiStruct求解計算，在HyperView中查看自由模態計算結果，顯示一階非剛體模態頻率為31.74 Hz，如圖2所示。振型為內板中部彎曲，后續更高階模態頻率均高于一階頻率，滿足高于外界激勵24 Hz的要求。

使用nastran計算模態解耦 大部分時候我們都是使用adams進行選址解耦計算，不過如果有有限元模型，我們也可以使用nastran來進行這個計算，或者用Optistruct都可以進行。在此介紹一下使用nastran進行該計算的方法。

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。

（5）格林分析將輸出麥克風測點的噪聲響應，并一同輸出結構表面各個單元對噪聲的貢獻量以及各個結構模態對噪聲的貢獻量。（6）噪聲優化：基于第五步的聲場貢獻量分析，對貢獻較大的結構區域進行結構優化，使用反推出的結構載荷進行新結構設計下的振動和噪聲驗算，比如加筋優化或阻尼優化；也可以對輻射噪聲較強的區域進行聲學封裝材料的設計，并使用格林分析模型進行噪聲驗算。

首先進行OptiStruct的模態分析，將模態頻率和振型（*op2文件）傳遞給AcuSolve，模態向量從固體網格映射到流體網格的濕表面上。接著打開ALE動網格開關，Moving Mesh → Computed求解濕表面的變形。

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。

首先進行OptiStruct的模態分析，將模態頻率和振型（*op2文件）傳遞給AcuSolve，模態向量從固體網格映射到流體網格的濕表面上。接著打開ALE動網格開關，Moving Mesh → Computed求解濕表面的變形。

通過輸入-輸出信號的傅里葉變換計算得到實測的FRF離散值，再用最小二乘法進行參數識別。2.缸體模態試驗模態試驗時測點信號要有高的信噪比，因此結合仿真分析結果，測試點盡可能遠離模態節點，本次試驗建立了32個測量點，如圖2所示。測量時將缸體放在充氣輪胎上。試驗采用移動力錘，單點激勵多點激勵輸出的方式進行。