基本介紹
- 外文名：OPTISTRUCT
- 類別：軟體
- 特點：最佳化和分析有限元
- 特點：強大的算法
用戶使用其中的標準單元庫和各種邊界條件類型，可以進行線性靜態和自然頻率最佳化分析。Altair HyperMesh®與OptiStruct的圖形接口十分完善，用戶可以快速便捷地進行建模、參數設定、作業提交和後處理等一整套分析流程。
擁有強大、高效的概念最佳化和細化最佳化能力, 最佳化方法多種多樣，可以套用在設計的各個階段，其最佳化過程可對靜力、模態、屈曲、分析進行最佳化。有效的最佳化算法允許在大模型中存在上百個設計變數和回響，特點如下：
· 包含多種設計變數以及合併的設計變數
· 強大的最佳化算法
· 多種工況下合併最佳化
· 多目標最佳化分析
· 可設定臨界約束，加快最佳化計算效率
· 重啟動功能，最佳化分析可從一個完整的周期開始而且繼續下去
· 採用可調整的收斂精度
· 稀疏矩陣求解器，速度快,所需磁碟空間小
· 最佳化後模型可輸出給CAD軟體進行二次設計
· 模態跟蹤
· 多種製造加工約束定義
· 自動報告生成功能
可定義的回響類型：
位移、速度、加速度、應力、應變、特徵值、屈曲載荷因子、結構柔度等,也可以是各回響量的混合。設計變數可取任何單元的密度、節點坐標、屬性如厚度、形狀尺寸、面積、二次慣性矩等。除此之外,用戶還可根據自己的設計要求和最佳化目標,在軟體中方便地寫入自編的公式進行最佳化設計。
回響類型
拓撲最佳化(Topology Optimization)
該項技術能夠在給定的設計空間內尋求最佳的材料分布，由此獲得汽車業內“設計與技術”大獎。可採用殼單元或者實體單元來定義設計空間，並用Homogenization(均質化)和density （密度法）
方法來定義材料流動規律。通過OptiStruct中先進的近似法和可靠的最佳化方法可以搜尋得到最優的載入路徑設計方案。考慮到最佳化模型的加工性，如對稱約束、鑄件的脫模方向定義等。此外，利用OptiStruct軟體包中的OSSmooth工具，可以將拓撲最佳化結果生成為IGES等格式的檔案，可以在CAD系統中方便地輸入。下圖為一個拓撲最佳化的說明實例。
形貌最佳化(Topography Optimization)
這是一種形狀最佳化的方法，它可以用來設計薄壁結構的強化壓痕。用來減輕結構的重量，同時又能滿足強度、頻率等要求。設定最佳化步驟簡單，只需要定義一個設計區域、裝飾條的最大深度和拉伸角。同時考慮到可加工形，軟體還提供了多種壓痕成型方式。最佳化後的結果還可以用OSSmooth工具產生的幾何數據輸入到CAD軟體中，進行二次設計。下例是利用Topography技術設計加強筋位置。
形狀最佳化(Shape Optimization)
OptiStruct還可以用來求解一般的形狀最佳化問題如邊界移動等。利用Altair HyperMesh軟體中的AutoDV和HyperMorph來生成複雜形狀的攝動向量，將節點位置作為設計變數，通過結構外形的調整以改善結構特性，如降低應力，提高頻率等。形狀最佳化後結果可通過OSSmooth生成幾何數據輸入到CAD系統中。
尺寸最佳化(Size Optimization)
通過參數調節如改變殼的厚度、梁的橫截面參數、彈性和質量屬性，從而改善結構的特性如降低設計重量，減小應力，提高頻率等。HyperMesh中有一個尺寸最佳化選單，可以很方便地對尺寸最佳化問題進行設定。
Bus 最佳化實例—設計後期尺寸最佳化
有限元分析(Finite Element Analysis)
OptiStruct是一個效率極高、精確獨立的有限元求解器,支持在多cpu處理計算機上進行並行運算。該求解器涵蓋了標準的有限元類型，可用於進行線性靜態分析、模態分析、慣性釋放、頻率回響分析和屈曲分析。Altair公司為滿足不同用戶的要求，還提供OptiStruct的基本版，較標準版的價格低。
