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20 多年以來，Altair 一直是優化設計軟件的首要供應商，為各大******制造商的設計流程提供助力。HyperWork 憑借完整的優化技術為用戶提供設計指導，范圍包括構思、概念設計、具體工程設計，以及多學科和系統優化。

HyperWorks 為跨學科產品設計周期的概念設計和設計微調階段提供優化技術。 OptiStruct 是一款備受贊譽的集成分析和優化產品，具有針對結構的理念設計和設計微調功能。HyperStudy 是一種不依賴于求解器的設計開發、研究和優化產品，可與第三方求解器配合使用。

概念設計

在概念設計階段，產品的設計具有******的靈活性。為此，在此階段應該采用以驅動設計概念為目標的方法。這樣做的目的是，可以******程度獲得更出色高效，更輕巧新穎的設計。

OptiStruct 中，針對概念設計采用下列優化方法：

拓撲優化

OptiStruct 的設計合成技術使用拓撲優化方法，產生創新的概念設計方案。OptiStruct 基于用戶定義的設計空間、設計目標和生產工藝參數，針對******效的材料設計布局生成******設計方案。

形貌優化

對于薄壁結構，經常使用焊珠和異徑管來加固系統。對于給定的可接受焊珠尺寸，OptiStruct 的形貌優化技術通過將******的焊珠模式用于加固可以生成創新設計方案。

可調尺寸優化

可調尺寸優化廣泛應用于在機器加工的金屬結構中尋找***優的厚度分布以及在成層材料中識別***優的鋪層形狀。每個材料層中的單元厚度是可調尺寸優化中的一個設計變量，可以生成符合設計要求的******厚度分布。可調尺寸優化用于 OptiStruct 復合設計的概念設計階段，用于確定***優鋪層形狀和減層區域的優化過程。

增材制造設計

增材制造在制造業引起了極大的轟動。3D 打印無以倫比的靈活性可以創造出其他傳統方法如，沖壓或鑄造無法生產的復雜幾何體。這為設計師開發復雜、多功能的設計帶來了******的機遇。

Altair 擁有超過 20 年的技術和服務優化經驗，在將這些知識應用于增材制造方面擁有************的地位。我們認為拓撲優化和增材制造是很好的共生體系，兩種技術在各自的領域擁有相似的理念。

要利用制造靈活性，要重新考慮設計方法。拓撲優化打破了傳統的制造限制（例如對于鑄造或沖壓零件），OptiStruct 可以更靈活地進行高效的設計，同時可以節省大量成本。對拓撲方法更直觀的解釋是，通過 3D 打印實現構建復雜結構的生產靈活性。

3D 打印所獨有的特征是打印網格結構。網格結構提供許多令人滿意的特點，例如重量輕，更好的熱性能。由于其多孔的性質和其具有促進組織與小梁結構結合的能力，網格結構在生物醫藥領域的植入體中有著******令人滿意的性能。OptiStruct 根據拓撲優化，對設計網格結構具有獨特的解決方案。在拓撲優化階段后，可以對網格梁進行大規模的尺寸優化研究，同時結合性能目標的細節，例如應力、屈曲、位移和頻率。

設計微調

當設計變化只限于尺寸（高度、長度、半徑、厚度）和模型參數（材料性質、載荷）時，可以使用設計微調功能。參數化的實現取決于參數類型，即，如果參數是輸入層面的數值（如厚度），您可以使用尺寸優化；如果參數無對應值但是需要對模型進行修改，如有限元模型中的半徑，您可以使用形狀優化。

HyperWorks 提供多種方式以提高效率，同時對這些研究進行設置并確保從研究中獲得******結果。形狀優化HyperMesh 的變形技術，HyperMorph創造出來的形狀變量可以優化現有的設計，實現形狀優化。這些形狀隨后可以被 OptiStruct 或HyperStudy 應用，對設計進行優化和升級，在無需以 CAD 數據為基礎的情況下可以輕松的提出設計的修改方案。

非參數的形狀優化

OptiStruct 的專利技術自動生成形狀變量并且依據設計要求確定******形狀輪廓。從而，用戶無需定義形狀變量，并可以在設計改進方面更具靈活性。自由形狀優化在減少高應力集中方面非常有效。

尺寸優化

尺寸優化找到******的模型參數，例如材料性能、橫截面尺寸和厚度。對于 OptiStruct 和 HyperStudy 的模型參數化，可在 HyperMesh 環境內輕松地進行設置。HyperStudy 也可以對任意 ASCII 輸入文件進行參數化。

設計復合層壓制品

OptiStruct 的基于鋪層的建模方法極大簡化了復合層壓制品的建模，可以實現對鋪層束和鋪層順序進行優化。鋪層束是相同形狀或布局的板層組。通過優化束厚度，可以確定每個材料的***優板層數或纖維方向。OptiStruct 在整個優化過程中也考慮生產要求和鋪層手冊規則，以實現實際的設計。

多學科設計優化

工程應用的設計需要涵蓋應用的幾個不同方面，例如，成本、結構性能、耐久性、可制造性、流動效率。其中每個方面通常由相應的專家團隊負責。這些專家團隊只考慮他們的學科，幾乎不考慮考慮其他學科的因素。這會導致在其他學科產生很大妥協，并需要對設計不斷進行協調。將基于不同學科的每種設計進行融合和協調需要消耗很多資源，通過使用多學科優化可以避免。

多學科優化是一種包含所有涉及學科的優化方法。在一個研究中使用來自每一學科的模型，每一學科可能使用不同的仿真工具（求解器）。來自這些學科的模型共享某些設計變量，而且在研究過程中這些變量彼此相關聯。

作為一個高效應對多學科研究的軟件工具，需要能夠和許多求解器進行通信。它也需要有直觀的用戶界面，便于建立此類復雜研究。

HyperStudys 開放式架構，可以在多學科的設計研究中輕松集成多個求解器。HyperStudys 直接與HyperMesh 和 MotionView 集成，可以實現對于有限元、多體和流體動力學求解器輸入數據的直接參數化。HyperStudy 直接從主流的求解器中讀取結果數據，例如OptiStruct、RADIOSS、AcuSolve、MotionSolve、FEKO、Abaqus、Ansys、Fluent、Star-CD、Nastran、Excel 等。

多模型優化 (MMO) 被應用于 OptiStruct ，提供了一個框架，可以在一次運行中同時優化多個不同的 OptiStruct 模型。不同的模型共享一些共同的設計變量，現有的 OptiStruct 模型無需修改即可使用。可以建立一項 MMO 研究，包括：

·         同一模型的不同表示法，例如，針對耐久性的一個精細的網格，對比針對 NVH 的一個相對粗糙的網格

·         同一系統的多個配置，例如：在起飛、降落的飛機襟翼機構和飛行中的配置

·         用于不同車型的通用車輛平臺；例如：分享同一平臺的 SUV 和轎車

MMO 為多個變體和配置提供強大的優化方法，不會額外增加工程師的工作。為了******運行過程的效率，通過 MPI 并行化對 MMO 進行啟動。

OptiStruct 可以使用優化過程中使用不同學科的響應，例如靜態、屈曲、特征值分析、頻率響應、隨機響應、熱機械、傳熱和聲學的分析。此外，OptiStruct 對系統級優化、基于疲勞的概念設計和優化都有創新的方法。

穩健設計

典型的結構分析不會考慮經常發生的設計和運行環境變化，從而可能導致預期的產品性能出現偏差。根據具體應用，將這類偏差考慮在內可能會變得至關重要。如果設計經過優化后只能勉強滿足設計要求，則對于工程師而言，對設計的******性進行評估并在必要時依據******性要求進行優化***變得非常重要。******的設計應確保設計安全，即使由于設計和運行環境發生變化導致設計性能出現偏差，也要如此。如果因設計和運行環境變化帶來的設計性能偏差超出允許的偏差，則工程師必須重新尋找穩健的設計。穩健的設計是指性能偏差處于允許范圍內的設計。

HyperStudy ******的優化和隨機功能能夠幫助用戶采用抽樣方法對設計的******性進行評估，并使用增強的順序優化與******性分析 (SORA) 獲得******而穩健的設計。對******性和穩健性進行評估和優化對計算的要求非常高。在 HyperStudy 中，由于采用 Altair 的專有采樣和優化算法，采樣方法和 SORA 方法的效率得以提高。

Ontonix 公司的 OntoNet 是一款復雜性和穩健性量化桌面工具，可幫助工程師衡量組件或系統的復雜性和穩健性。該工具能夠處理蒙特卡羅仿真、DOE、優化或敏感性分析的結果，從而計算系統復雜性和穩健性的值。