Altair OptiStruct является современным решением для структурного анализа, линейных и нелинейных задач при статических и динамических нагрузках. Это ведущее на рынке решение для проектирования и оптимизации конструкций.
OptiStruct, основанный на технологии конечных элементов и многомассовой динамики, а также на основе передовых алгоритмов анализа и оптимизации, помогает конструкторам и инженерам быстро разрабатывать инновационные, легкие и конструктивно эффективные конструкции.
Опираясь на свое 20-летнее наследие в качестве первой на рынке инновационной технологии оптимизации, OptiStruct предлагает новые решения для проектирования и оптимизации решетчатых структур для 3D-печати и современных материалов, таких как слоистые композиты.
OptiStruct используется тысячами компаний по всему миру для анализа и оптимизации конструкций на предмет их прочности, долговечности и характеристик NVH (шум, вибрация и жесткость).
Он может точно учитывать нелинейность материалов, геометрии и контактов для таких применений, как анализ резиновых уплотнений, предварительное натяжение болтов, роторная динамика и термомеханический анализ.
Преимущества
Точная и комплексная физика
Для производства важны точные расчеты. Это становится более важным, когда ведется проектирование и оптимизация на основе результатов моделирования. Поэтому компания Altair стремится разработать точные и всесторонние решения для анализа, которые отражают поведение конструкций в повседневной среде, для которой они разработаны.
Высокопараллельный решатель
OptiStruct - это решатель с высокой степенью параллелизации, способный использовать преимущества новейших аппаратных технологий. С помощью таких методов, как доменная декомпозиция, OptiStruct может выполняться на сотнях ядер. Данная технология имеет еще большее значение, когда проект становится достаточно крупным, позволяя инженерам выполнять масштабные оптимизационные расчеты, проектировать для обеспечения надежности и устойчивости, а также проводить исследования конструкции посредством методов планирования экспериментов и других.
Комплексный нелинейный решатель
OptiStruct поддерживает статический и анализ переходных процессов, который содержит нелинейные материалы в том числе со свойствами, зависящими от температуры, нелинейную геометрию и контакт. Нагрузка и трение могут быть основаны на квази-времени. Поддерживаются удаление элементов по критерию, гиперэластичные материалы, пользовательские материалы и большие перемещения контактирующих тел. Так же поддерживаются материалы для предварительного натяжения болтов и резиновых уплотнений для анализа трансмиссий. Доменная декомпозиция используется для ускорения анализа с использованием нескольких ядер.
Самый продвинутый решатель для анализа NVH
OptiStruct поддерживает самые передовые функции и рабочие инструменты, необходимые для эффективного и качественного анализа шума, вибрации, жесткости, а также и акустического анализа. Благодаря инновационным технологическим средствам полный анализ NVH транспортных средств может быть выполнен очень быстро и эффективно.
Лучшая производительность, легкий и инновационный дизайн
Правильное использование соответствующей технологии оптимизации на протяжении всего процесса проектирования максимально увеличивает потенциал конструкторов и инженеров для быстрой разработки более эффективных конструкций. С помощью передовых алгоритмов оптимизации, имеющихся в OptiStruct, зачастую повышение производительности сопровождается снижением веса за счет разработки инновационной концепции.
Решение с поддержкой оптимизации
Оптимизация! Оптимизация! Оптимизация! Наиболее эффективным способом своевременного и экономичного удовлетворения многочисленных, часто противоречивых и сложных требований к конструкции является применение оптимизации в процессе проектирования. Моделирование должно присутствовать на практически всех стадиях проектирования. Таким образом, оптимизация, входящая в стратегию развития OptiStruct, выделяется как одно из наших главных отличий, предоставляя клиентам лучшие технологии для разработки лучших конструкций.
20-летнее наследие отмеченной наградами технологии оптимизации
Уже более 20 лет OptiStruct возглавляет разработку новых и инновационных технологий оптимизации. Он включает в себя многие первые на рынке технологии, такие как оптимизация топологии на основе напряжений и усталости, топологическая оптимизация при проектировании решетчатых структур для 3D-печати, а также технологии для проектирования и оптимизации многослойных композитных структур. OptiStruct предоставляет наиболее полную библиотеку откликов и технологических ограничений для оптимизации, позволяющую обеспечить необходимую гибкость для формулирования самого широкого спектра задач оптимизации.
Полная интеграция в существующие процессы
Интегрированый в HyperWorks, OptiStruct может помочь значительно сократить корпоративные расходы на конкурентоспособный решатель. Кроме того, используя существующие среды пре- и постпроцессинга с превосходными инструментами анализа, OptiStruct может быть легко интегрирован в существующие процессы с минимальными затруднениями.
Экономия времени для инженеров
Упрощенные и понятные сообщения об ошибках в сочетании со строгой проверкой моделей способствуют более точному моделированию поведения проектируемой конструкции. Таким образом, больше времени остается на разработку, чем на отладку модели и на итерации из-за ошибок моделирования.
Легкость освоения
Используя оптимизированные рабочие процессы анализа и общепринятый входной формат Nastran, OptiStruct очень легко изучить и интегрировать в существующие процессы.
Response study simulated the noise heard in the driver’s ear
Geometric nonlinear loads applied to a model using OptiStruct
Small vs. large displacement analysis comparisons can be performed with OptiStruct (Image courtesy of Altair)
Возможности
Быстрый анализатор собственных значений для задач высокой размерности: встроенная в OptiStruct стандартная функция Automated Multi-level Sub-structuring Eigen Solver (AMSES) может быстро вычислять тысячи мод с миллионами степеней свободы.
Продвинутый анализ NVH:
OptiStruct предоставляет уникальные и расширенные функциональные возможности для анализа NVH, включая одноэтапный анализ путей передачи (TPA), анализ потока мощности, методы редуцирования моделей (суперэлементы CMS и CDS), вычисление чувствительностей к параметрам и эквивалентная излучаемая мощность (ERP) как критерий оптимизации конструкций для NVH.Робастный решатель для нелинейного анализа и долговечности трансмиссии: OptiStruct поддерживает широкий спектр физических явлений для анализа трансмиссии. Он включает в себя решения для теплопередачи, моделирования болтов и резиновых уплотнений, гиперэластичных материалов и эффективные алгоритмы контакта.
Создание конструкций на концептуальном уровне
- Топологическая оптимизация: OptiStruct использует топологическую оптимизацию для генерации различных вариантов инновационных концепций. OptiStruct генерирует оптимальное проектное решение на основе заданного пользователем пространства проектирования, целевых показателей производительности и технологических ограничений. Оптимизация топологии может быть применена к одномерным, двухмерным и трехмерным пространствам проектирования.
- Топографическая оптимизация: для тонкостенных конструкций в качестве элементов увеличения жесткости часто используются ребра жесткости или подштамповки. Для заданного набора размеров ребер технология топографической оптимизации OptiStruct создаст уникальные проектные предложения с оптимальной схемой расположения ребер жесткости и расположением местных усилений для удовлетворения определенных требований к производительности конструкции. Типичные области применения включают усиление панелей и управление частотами конструкции.
- Оптимизация топологии для тонкостенных конструкций. Данный тип оптимизации широко применяется для определения оптимального распределения толщины в фрезерованных металлических конструкциях и определения оптимальных форм слоев в слоистых композитах. Толщина элемента на слой материала является конструктивной переменной при данном типе оптимизации.Оптимизация топологии для тонкостенных конструкций. Данный тип оптимизации широко применяется для определения оптимального распределения толщины в фрезерованных металлических конструкциях и определения оптимальных форм слоев в слоистых композитах. Толщина элемента на слой материала является конструктивной переменной при данном типе оптимизации.
Оптимизация для тонкой настройки конструкции
- Параметрическая оптимизация: оптимальные параметры модели, такие как свойства материала, размеры поперечного сечения и другие размеры, могут быть определены с помощью параметрической оптимизации.
- Оптимизация формы. Оптимизация формы выполняется для уточнения существующего конструкции с помощью определяемых пользователем переменных формы. Переменные формы генерируются с использованием технологии морфинга - HyperMorph, доступной в HyperMesh.
- Свободная оптимизация формы: запатентованная технология непараметрической оптимизации формы OptiStruct автоматически генерирует переменные формы и определяет оптимальные контуры формы на основе требований проекта. Это избавляет пользователей от задачи определения переменных формы и обеспечивает большую гибкость для улучшения конструкции. Свободная оптимизация формы очень эффективна при необходимости снизить концентрации напряжений.
Проектирование и оптимизация слоистых композитов. В OptiStruct реализован уникальный трехфазный процесс, помогающий проектировать и оптимизировать слоистые композиционные материалы. Процесс основан на естественном и простом в использовании подходе моделирования на основе слоев. Это также облегчает включение различных производственных ограничений, таких как форма выкладки слоев, характерных для проектирования многослойных композитных конструкций. В результаты применения данного процесса вы получаете оптимальную форму слоев (фаза 1), оптимальное количество слоев (фаза 2) и оптимальную последовательность укладки слоев (фаза 3).
Проектирование и оптимизация решетчатых конструкций, получаемых аддитивными технологиями: решетчатые конструкции обладают многими желаемыми характеристиками, такими как легкий вес и хорошие тепловые свойства. Они также хорошо подходят для биомедицинских имплантатов из-за их пористой природы и способности облегчать интеграцию ткани с трабекулярной структурой. OptiStruct имеет уникальное решение для проектирования таких решетчатых структур на основе топологической оптимизации. Впоследствии на решетчатых балках могут проводиться крупномасштабные расчеты по оптимизации размеров, включая такие целевые показатели производительности, как напряжение, прогибы, смещение и собственные частоты.
Основные функции и возможности
Жесткость, прочность и устойчивость
- Линейный и нелинейный статический анализ с контактом и пластичностью
- Большие перемещения с гиперупругими материалами
- Быстрый анализ контактов
- Анализ потери устойчивости
Шум и вибрации
- Расчет собственных частот для получения реальных и комплексных собственных значений
- Прямой и модальный расчет частотных характеристик
- Расчет отклика от случайных воздействий
- Расчет спектрального отклика системы
- Прямой и модальный расчет переходных процессов
- Предварительное нагружение с использованием нелинейных результатов для расчета потери устойчивости, частотных характеристик и расчета переходных процессов
- Роторная динамика
- Связанный расчет взаимодействия жидкостей и газов с конструкцией (NVH)
- AMSES - решатель собственных значений для задач высокой размерности
- Быстрый модальный решатель для задач высокой размерности (FASTFR)
- Вывод результатов откликов на пиковых частотах (PEAKOUT)
- Одностадийный анализ путей передачи (PFPATH)
- Расчет издаваемого звука
- Частотно-зависимые и пористо-упругие свойства материала
- 1D и 3D предварительное натяжение болтов
- Моделирование резиновых прокладок и уплотнений
- Контактное моделирование и контактные элементы
- Пластичность с упрочнением
- Температурно-зависимые свойства материала
- Доменная декомпозиция
- Линейный и нелинейный стационарный расчет
- Линейный расчет переходных процессов
- Сопряженный термомеханический расчет
- Одностадийный расчет переходных процессов для получения тепловых напряжений
- Контактный термический расчет
- Статический, квазистатический и динамический расчет
- Извлечение нагрузок и оценка усилий
- Оптимизация систем и гибкие тела
- Топология, топография и оптимизация топологии для тонкостенных конструкций
- Параметрическая оптимизация, оптимизация формы и свободная оптимизация формы
- Проектирование и оптимизация слоистых композитов
- Проектирование и оптимизация решетчатых конструкций для аддитивного производства.
- Метод эквивалентной статической нагрузки
- Мультимодельная оптимизация