Altair OptiStruct Anwendungen

Altair® OptiStruct® Anwendungen

Seit mehr als zwei Jahrzehnten ist die Topologieoptimierung mit OptiStruct die Grundlage für leichte und sinnvoll gebaute Konstruktionen von Produkten, die Sie jeden Tag sehen und benutzen. Die Topologieoptimierung erzeugt auf der Grundlage eines benutzerdefinierten Entwurfsraums, von Leistungszielen und Fertigungsbeschränkungen einen optimalen Entwurfsvorschlag. Für dünnwandige Strukturen, Sicken oder Gesenke erzeugt die Topographieoptimierung mit OptiStruct das Muster und die Position für optimale Plattensteifigkeit oder Frequenzanregung. OptiStruct Free-Size-Optimierung wird eingesetzt, um maßgeschneiderte Zuschnitte zu finden und die optimalen Lagenformen in Laminatverbundwerkstoffen zu ermitteln. Erweiterte Funktionen wie Multimodell-, Multimaterial-, Ausfallsicherheits-Optimierung erweitern die führende Position von OptiStruct, wenn es um Optimierung geht.

Weitere Informationen zu OptiStruct

Optimierung zur Verfeinerung des Entwurfs

Durch die OptiStruct-Größenoptimierung können optimale Werkstoffeigenschaften, Querschnittsabmessungen und Werkstoffstärken ermittelt werden. Die OptiStruct-Formoptimierung nutzt mit Altair® HyperWorks®-Morphing erzeugte Formvariablen zur Verbesserung eines bestehenden Entwurfs. OptiStruct-Freiformoptimierung ist eine von Altair entwickelte Technik zur nicht-parametrischen Formoptimierung. Sie erzeugt Formvariablen automatisch und bestimmt optimale Formkonturen, für die eine Festlegung von Formvariablen erforderlich ist. Die Freiformoptimierung eröffnet nicht nur einen größeren Spielraum für Entwurfsverbesserungen, sondern ist auch sehr effektiv bei der Verringerung von Spannungskonzentrationen.

Fortschrittliche Materialien und Fertigung

OptiStruct arbeitet mit einem einzigartigen dreistufigen Prozess für die Entwicklung und Optimierung von Laminatverbundwerkstoffen, mit dem optimale Lagenformen, -zahlen und -stapelsequenzen möglich sind. Er berücksichtigt die Fertigungsbeschränkungen für Verbundwerkstoffe wie der Abgabe von Schüttgut und ermöglicht so eine schnellere lagenbasierte Konstruktion. Die Methoden der additiven Fertigung (AM) eignen sich hervorragend für Topologieoptimierungen. Optistruct berücksichtigt Fertigungsbeschränkungen speziell im Hinblick auf AM. Wenn extreme Leichtgewichtigkeit, Wärmeleistung oder biomedizinische Anwendungen Gitterstrukturen erfordern, dann bietet OptiStruct eine auf Topologieoptimierung basierende einzigartige Lösung für ihren Entwurf.

Vibration und Akustik

Die strukturdynamischen Analysen von OptiStruct umfassen Normalmoden, Frequenzgang (direkt und modal), transientes Verhalten (direkt und modal), zufälliges Verhalten, Anregungsspektrum, Analysen der Schallabstrahlung und Rotordynamik. Erweiterte Geräusch- und Vibrationsfunktionen bieten eine einstufige Übertragungspfadanalyse (TPA), Leistungsflussanalyse, Modellreduzierungstechniken (CMS- und CDS-Superelemente), Entwurfsempfindlichkeiten und das Entwurfskriterium der äquivalenten Abstrahlungsleistung (ERP) zur Optimierung der Strukturleistung. Der OptiStruct-Solver umfasst einen automatisierten Multilevel-Substrukturierungs-Eigen-Solver (AMSES), der Tausende von Moden mit Millionen von Freiheitsgraden rasant berechnen kann, sowie die OptiStruct FAST-Frequenzanregung (FASTFR) als alternative und schnellere modale Lösungsmethode.

Nichtlineare Ereignisse und Werkstoffe

OptiStruct kann als Solver für ein umfassendes Spektrum nichtlinearer Probleme mit impliziten und expliziten Methoden eingesetzt werden wie die Simulation kleiner und großer Verschiebungen, die Nichtlinearität von Werkstoffen und fortgeschrittenen Kontakten. Das System verwendet eine moderne Solver-Implementierung mit allen Funktionen, die der Kunde von traditionellem nichtlinearen Implizit-Code erwartet. OptiStruct modelliert die nichtlineare Elastizität von Gummi und anderen hyperelastischen Werkstoffen sowie von elastoplastischen, dichtenden, viskoelastischen, kriechenden und benutzerdefinierten Werkstoffen. Reibung an Gleitkontakten, frequenzabhängige und poroelastische Werkstoffeigenschaften werden ebenso unterstützt. Führen Sie mit OptiStruct statische und Spitzenwertanalysen von Knickvorgängen mit Vorspannung und ihren Folgen durch. Lassen Sie nichtlineare Ergebnisse durch Analyse und Optimierung von Attributen aus verschiedenen Disziplinen (Stärke, Vibration, Ermüdung) mithilfe eines einzigen Modells einfließen.

Ermüdung und Lebensdauer

OptiStruct ermöglicht Ermüdungsanalysen unter Dauerspannung und -dehnung mit ein- und mehrachsiger Belastung sowie Topologie-, Topographie-, Größen- und Formoptimierung mit Ermüdungsbeschränkungen. HyperWorks® enthält benutzerfreundliche Workflows für Ermüdungsprognosen bei statischer und Spitzenbelastung in vielen industriellen Anwendungen, unterstützt durch das Altair® Material Data Center™. Zu den wenigen speziellen Vibrationsmethoden gehören Sinusschwingungen und zufällige Vibrationsermüdung. Ein einzelner Workflow für Multiattributanalysen und Optimierungen mit OptiStruct ermöglicht eine schnellere Untersuchung von Entwurfsiterationen. Dadurch wird Entwicklungszeit eingespart, unnötige Arbeit beim Aufbau mehrerer Modelle oder bei der Konvertierung von Modellen entfällt und Inkonsistenzen zwischen Attributmodellen werden beseitigt.

Multiphysik

Mit OptiStruct können thermodynamische wie mechanische Probleme in einer einzigen Simulation gelöst werden, zu der auch eine einstufige Analyse thermischer Spitzenbelastungen gehört. Es lässt sich nachvollziehen, wie sich Teile unter realen Bedingungen verhalten, unabhängig davon, ob sie eine lineare oder nichtlineare stationäre Analyse, eine lineare Spitzenlastanalyse oder eine kontaktbasierte thermische Analyse benötigen. OptiStruct enthält auch Lösungen für Kinematik und Dynamik mit Lastenextraktion sowie Aufwandsschätzung mit einer äquivalenten statischen Lastmethode (ESLM), die es ermöglicht, dynamische Mehrkörpermodelle auf Systemebene gleichzeitig mit flexiblen und starren Körpern zu optimieren. Gekoppelte Fluid-Struktur-Analysen (Vibroakustik) und gekoppelte thermomechanische Analysen erweitern die detaillierten Simulationsmöglichkeiten. OptiStruct interagiert in seiner Eigenschaft als struktureller Solver mit Altair CFD-Solvern bei praktischen FSI-, thermischen FSI- und FSI-Analysen mit gleichmäßiger oder bidirektionaler Direktkopplung. In ähnlicher Weise koppelt OptiStruct in einer Richtung mit elektromagnetischen Solvern wie Altair® Flux® und Altair® Feko®.

Mehr über Multiphysik