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評論 充分使用上述四種結構優化設計技術，可以對一個結構從無到有，從粗到精地進行設計。很多有限元軟件都可以做到這里面的尺寸優化。但是對于拓撲優化、形貌優化、形狀優化，optistruct可謂匠心獨運，技高一籌。充分使用optistruct的結構優化技術，可以幫助結構設計工程師在最短的時間內得到創新的、合理的、省材料的結構。

白車身作為汽車的主要承載結構，由于其可設計性強、減重空間大，是各大廠商輕量化開發的重點。

STARD 面臨的核心挑戰，便是優化電動賽車的空間車架設計，以同時滿足嚴苛的性能需求與不斷更新的安全法規。空間車架是支撐車輛車身及零部件的結構框架，因其輕量化設計能有效提升車速與加速性能，在賽車領域應用十分廣泛。空間車架的設計與測試流程必須符合一系列嚴格的性能標準，其中包括多種翻滾測試及抗沖擊性能測試的變體要求。

STARD 面臨的核心挑戰，便是優化電動賽車的空間車架設計，以同時滿足嚴苛的性能需求與不斷更新的安全法規。空間車架是支撐車輛車身及零部件的結構框架，因其輕量化設計能有效提升車速與加速性能，在賽車領域應用十分廣泛。空間車架的設計與測試流程必須符合一系列嚴格的性能標準，其中包括多種翻滾測試及抗沖擊性能測試的變體要求。

作為一種省事的方法，設計人員也可以直接將上方和下方的塊尺寸做成原來的 2～3 倍，這樣通常可以覆蓋大多數可能的 lattice vector angle 設置。 設計人員還需要特別注意一點：當在 RCWA 設置中修改 lattice vector angle 時，RCWA 區域會以左下角錨點為基準發生傾斜。

2017年，最開始本教程的目的是將筆記本上記錄的筆記形成電子文檔，僅包含了部分OptiStruct的優化內容。OptiStruct是非常實用的優化工具，雖然不及某些軟件炫酷，但是貴在實用。2020年，萌生了匯總優化設計內容的想法，逐步增加了HyperStudy、Inspire、Isight、HyperMorph的內容，注重方法，而不是適用于每種場景。

摘要本課題利用Altair-OptiStruct拓撲優化分析軟件對兒童座椅內部金屬結構件進行輕量化設計研究，優化后結構布局更合理且質量減輕30%，旨在探索了一種結構優化合理設計和省材減重的方法。一、研究背景兒童座椅在進行碰撞測試的法規試驗中，主要通過座椅內部的金屬結構件來承擔的沖擊力，從而保證整椅結構的完好性，達到保護乘員兒童的效果。

本文概念設計階段采用拓撲優化方法，拓撲優化是一種創新型設計方法，相對于尺寸優化和形狀優化，具有更多的設計自由度，能夠獲得更大的設計空間[8]。拓撲優化方法主要有變密度法、漸進結構優化法（ESO）、均勻化方法以及水平集方法等。變密度法相對于其他方法更能反映拓撲優化的本質特征，而且其概念簡單、設計變量少，因此更適用于實際工程中的結構優化設計。

當測試設備遇上“奇葩”尺寸：定制底座的3個反常識設計思路 工業測試中，常規尺寸底座定制難度不大，頭疼的是“奇葩”尺寸設備——外形不規則、尺寸超標、安裝空間受限、負載分布不均，按常規思路設計的底座，往往安裝卡殼、精度漂移、承載不穩，陷入“錯配→返工→再錯配”的死循環。核心問題是：對付“奇葩”尺寸，常規思路本就水土不服。

OptiStruct在結構優化方面擁有較強的能力，可以進行靜力學分析優化、疲勞分析優化、動力學分析優化等等。具體的優化方法包括拓撲優化、自由尺寸優化、形貌優化、尺寸（參數）優化、形狀優化、自由形狀優化。各方法定義如下： 拓撲優化：在滿足給定約束的前提下，針對目標函數在給定設計空間尋找最優材料布局。

高密度構件顯示為紅色，表示如果可行區域進一步延伸至該空間，則結果更佳。這通過將制動盤進一步向外移動來實現，這樣會減小應力。 OptiStruct縮短了CAE-CAD迭代的整體設計周期，并實現了設計改進。它所提供的優化解決方案通過單次分析便會將多種荷載情形計入在內。通過四面體網格算法可以快速完成網格劃分，而無需經過一個全方面徹底又耗時的過程。

與周圍部件（如輪轂、制動盤、轉向拉桿）可能發生干涉的區域，本例研究的轉向節設計空間與非設計空間如圖1所示，紅色區域為設計空間： 圖1 轉向節拓撲優化空間定義示意圖④網格劃分：使用高質量的四面體對設計空間和非設計空間進行網格劃分。網格密度需要足夠細，以捕捉潛在的優化結構細節，但也要考慮計算效率。關鍵區域（如載荷施加點、約束點、預期高應力區）需要更密的網格。

如圖7所示為設計空間圖，其中綠色區域為設計區域，紅色區域為非設計區域。

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。具體地：（1）選用MeshWorks對有限元模型進行網格變形，具體包括：板面厚度（Gauge）、空間尺寸位置（Offset、Translate）、孔徑（Scale）、曲率大小等，將以上作為參數變量。

電池包殼體尺寸優化設計空間與非設計區域顯示如圖1所示，藍色為非設計區域，紅色為設計區域： 圖1 設計區域與非設計區域2. 載荷工況定：義定義約束模態邊界條件：①模態求解卡片設置：計算前10階非剛體模態②電池重量：將電芯質量以集中質量點（CONM2）施加于殼體內部連接點。③邊界條件：約束安裝點所有自由度（SPC）。

而OptiStruct顛覆性的“單一模型，全流程優化”理念，徹底改變了這一現狀。從概念設計階段的拓撲優化，到詳細設計的形狀、尺寸優化，再到復合材料的鋪層優化，它將線性/非線性分析、多物理場耦合等功能無縫集成，讓工程師在一個平臺上就能完成從方案探索到性能驗證的全鏈路工作。

非線性互相作用中的空間離散 在基于非線性晶體中臨界相位匹配的非線性頻率轉換方案中會遇到空間離散。其結果是，在聚焦光束內相互作用的波在傳播過程中失去了它們的空間重疊，因為那些具有特殊偏振的波經歷了離散，而那些具有普通偏振的波則不是這種情況。（注意，雙折射相位匹配必然涉及具有兩種偏振態的光束。)

設計變量（DesignVariables）：拓撲優化的設計空間根據外造型和內部密封面等的限制來包絡一個封閉的空間，并用實體網格填充，將該材料的屬性設置為拓撲優化的空間后，會使用SIMP的方法中引入的假想材料密度進行優化。

最優拉丁超立方試驗設計是在大型空間中采樣研究多因素影響的試驗方法，其特點是效率高、采樣的平衡性較好。由于重新設計后的鑄鋁一體化發動機罩結構相對簡潔，以環繞加強筋厚度（包括鎖環安裝板和緩沖塊）、外板厚度、內部交叉加強筋厚度為設計變量，其厚度的取值范圍為2～4mm，如圖17所示。