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這實際上就是材料力學中說的等截面梁。 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。

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。

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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。

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。

優化參數：排氣管彎頭的形狀。優化目標：提高彎頭氣流出口截面上的速度均勻性，降低流阻。

此外，Altair最重要的優化工具當數Altair OptiStruct?，同時OptiStruct也是Altair Inspire?的優化內核，預計會在下一講給大家介紹。

OptiStruct的優化也有類似的問題。使用前面文章中用過的一個簡單的形狀+尺寸優化模型做一個試驗，工況是靜力分析。

02 鋁合金接頭剛度有限元計算 根據結構力學的觀點，車身骨架可以簡化看做由不同截面形狀的桿件搭接而成的桿系結構，這一結構的剛度主要取決于桿件的截面形狀與桿件之間的接頭搭接形式

優化參數：排氣管彎頭的形狀。優化目標：提高彎頭氣流出口截面上的速度均勻性，降低流阻。

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。尺寸優化通過改變結構單元的屬性，如殼單元的厚度、梁單元的橫截面屬性、彈簧單元的剛度等，以達到應力、質量、位移或者其他的設計要求；形狀優化通過修改結構的幾何邊界，得到結構的最佳形狀以減小應力集中，改善力學性能，增加構件剛度[1]。

5結論本文應用 HyperWorks 中的 OptiStruct 對起重機車架進行了輕量化設計，調整車架截面尺寸和部分板件的厚度。經過優化，車架主焊接結構減重253KG(5%)，剛度性能比優化前略有提升，應力滿足要求，吊載應力測試試驗及可靠性試驗均滿足要求。

LocalSections(局部截面)：沿基線的曲線特征參數；沿三軸的轉動；沿三個方向的移動；面內兩方向的縮放。PID/MAT(屬性/材料)：殼單元厚度，材料屬性。 通過對以上對象進行參數化，可以優化截面形狀，梁系位置\形狀，關鍵接頭尺寸，部件厚度，材料等。

這個設計空間是指為了滿足預先設定的約束和目標優化求解器用來考慮或丟棄的所有的材料。對于泡沫，目標是吸收最大的能量，這反過來將減少傳遞到產品上的能量。然后利用這些結果CAD中重新構建幾何，然后再返回到動態仿真模型中驗證。 從拓撲優化結果得到的最優角柱設計需要進一步用尺寸和形狀優化來優化，尺寸和形狀優化是通過調整材料厚度和截面形狀來達到最優設計的一種方法。

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。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。

拓撲優化：拓撲優化是一種在設計中尋找最佳材料分布的方法。它通過改變材料在結構中的分布，以最小化結構的質量（或體積分數）并滿足特定的性能要求。在汽車輕量化中，拓撲優化可以用來確定哪些部分需要加強，哪些部分可以減輕以降低整體重量，同時保持結構的強度和剛度。形狀優化：形狀優化關注的是在給定的幾何形狀內，調整結構的形狀以優化性能。這可能涉及到改變零部件的曲率、截面形狀或其他幾何參數。

而實心截面比工字型截面變形程 度較低，且頻率偏低，實心截面的穩定性比工字 型截面梁體更好，但其用材較多，考慮到企業經 濟效益，將截面形狀優化為在工字型截面兩側加 肋板，如圖 7 所示。并對其進行模態分析。將三 維模型導入 ABAQUS，網格化后進行分析，如圖 8 所示。

HyperMesh 新界面還支持在模型上查看變量的厚度，形狀變量的范圍，顯示優化結果的云圖和動畫等，操作起來更加友好。不過只有新界面的 HyperMesh 才有這些功能。所以，又多了一個使用 HyperMesh 新界面的理由。

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