OptiStruct

制造商：Altair Engineering Inc.
Altair OptiStruct是一个经过工业验证的现代线性、非线性静力学及振动力学求解器。现已被用户广泛应用于工业结构设计及优化设计中。Altair OptiStruct帮助工程师完成结构分析及优化工作。这些工作包括强度、耐久性及NVH分析。应用Altair OptiStruct，工程师可以快速实现结构创新、轻量化及结构有效的设计。

产品亮点

• 最高端的NVH求解功能
• 全面的非线性求解功能
• 强大的并行求解能力
• 20年备受赞誉的结构优化技术
• 先进的复合材料优化能力

  优势

  快速高精度求解技术

  • 更先进的NVH分析求解功能：

  OptiStruct支持更先进的特性及结果输出，为噪音、振动及舒适度分析及诊断提供了高效、灵敏的方法。

  • 稳健的非线性、传动耐久分析：

  OptiStruct支持绝大多数传动结构分析类型。包含对热传导、螺栓、垫片模型、超弹性材料及高效接触仿真的解决方案。

  • 高并行求解能力：

  OptiStruct具有先进的MPI方法，使其具有上百核的并行运算能力。

  • 与现有流程的无缝连接：

  OptiStruct集成于HyperWorks中，为企业提供流程化的同时，帮助企业缩减求解器成本。

  备受赞誉的优化技术

  • 创新优化技术：

  在过去的20年里，OptiStruct引领革命性的优化技术的发展。很多优化技术（如基于应力、疲劳的优化、驱动3D打印技术格栅结构优化、对复合材料等新兴材料进行的优化）填补了市场空白。

  • 优化可行性方案：

  OptiStruct提供了性能标准库及制造约束库，在必需的制造工艺下广泛地构建优化问题。

  功能

  集成大规模特征值求解器：

  OptiStruct内嵌的自动多级子结构特征值求解器能够快速计算出百万级自由度模型数以千计的模态。

  高级NVH分析：

  OptiStruct提供了独特的用于计算NVH的方法，包含一步法TPA、功率流分析法、模型缩聚技术（CDS和CMS超单元）、设计灵敏度和用于NVH优化的等效辐射功率设计准则。

  概念设计阶段

  • 拓扑优化：OptiStruct应用拓扑优化生成创新的概念设计。用户通过定义设计空间、优化目标及制造约束来完成优化。OptiStruct优化技术支持的单元类型包含1D、2D、3D单元。
  • 形貌优化：对于薄壁结构，冲压起筋是常用的加强结构的方法。对于给定的起筋尺寸，OptiStruct给出具有创新性的设计建议。这些建议帮助工程师确定起筋样式及起筋位置。这种优化方式对提高钣金件刚度及频率等力学性能尤为有效。
  • 自由尺寸优化：自由尺寸优化被广泛应用于获得金属加工结构的厚度更佳分布及复材结构的更优外形。在自由尺寸优化中，每个材料层厚度的单元厚度都是一个设计变量。

  详细设计阶段

  • 尺寸优化：对结构截面尺寸、材料属性等模型参数进行优化。
  • 形状优化：通过形状变量对现有设计进行改进。形状变量可通过集成于AltairHyperMesh™下的Altair HyperMorph™来定义。
  • 自由形状优化：OptiStruct具有独特的无参数形状优化能力。优化时用户无需事先定义形状变量，求解器能够根据设计要求自动生成形状变量并计算出更优结构形状。自由形状优化能有效减少应力集中问题。铺层复合材料的设计与优化OptiStruct独特的复材优化“三步法”可以辅助工程师设计出更好的铺层复合材料结构。这三步法的优化处理过程参考实际复合材料的铺层加工过程定义，并考虑真实的加工工艺，如丢层等。通过三步法，工程师可以首先获得更佳复材结构外观，其次获得铺层更佳数量，最后获得铺层更佳顺序。

  格栅（Lattice）结构设计与优化

  格栅结构具有很多令人满意的特性，如更轻的重量和更好的热力学性能。并且由于其结构形式镂空，在生物医学被广泛应用于生物体植入结构中。OptiStruct在拓扑优化技术的基础上，进行独特的格栅优化。其后，OptiStruct还可以通过大规模尺寸优化对格栅结构的每一个梁的属性进行优化，进一步提升诸如应力、屈曲、位移及频率等性能。

  分析及功能亮点

  刚度、强度和可靠性

  • 线性静力分析、材料非线性及接触非线性分析
  • 超弹材料和连续滑移的几何大变形分析
  • 快速接触分析
  • 屈曲分析

  振动噪声分析

  • 实模态及复模态分析
  • 直接法及模态法的频响应分析
  • 随机响应分析
  • 响应谱分析
  • 直接法及模态法瞬态响应分析
  • 考虑非线性预载荷的屈曲、频率响应及瞬态响应分析
  • 转子动力学分析
  • 流固耦合振动噪声分析
  • 自动多级子结构法（AMSES）
  • 快速大规模求解方法
  • 响应峰值点结果输出命令
  • 一步法传递路径分析
  • 声辐射分析
  • 频率相关的多孔弹性材料属性

  传动系统耐久性

  • 1D、3D螺栓预紧
  • 垫片单元
  • 接触模型及接触友好单元
  • 考虑材料硬化特性的塑性材料模型
  • 与温度相关的材料力学属性
  • MPI技术

  传热分析

  • 线性及非线性稳态分析
  • 线性瞬态分析
  • 热力耦合分析
  • 一步法瞬态热应力分析
  • 接触热传导分析

  运动及动力学

  • 静态、准静态及动力学分析
  • 载荷提取及效果评估
  • 系统及柔性体优化

  结构优化

  • 拓扑、形貌及自由尺寸优化
  • 尺寸、形状及自由形状优化
  • 复合材料设计及优化
  • 格栅结构设计及优化
  • 等效静态载荷法
  • 多模型优化