Altair OptiStruct™

Strukturoptimierung und Multiphysik-Analyse

Funktionen

Integrierter schneller und umfassender Eigenwert-Solver

Eine integrierte Standardfunktion von OptiStruct ist ein AMSES-Solver (Automated Multi-Level Sub-structuring Eigen Solver), der schnell Tausende von Modi mit Millionen von Freiheitsgraden berechnen kann.

 

Erweiterte NVH-Analyse

OptiStruct bietet einzigartige und erweiterte Funktionen für die NVH-Analyse, einschließlich einstufiger TPA (Transfer Path Analysis), Powerflow-Analyse, Modellreduktionstechniken (CMS- und CDS-Superelemente), Designsensitivitäten und eines ERP-Designkriteriums (Equivalent Radiated Power) zur Optimierung von Strukturen für NVH.

 

Leistungsstarker Solver für nichtlineare Analyse und Dauerfestigkeit des Antriebsstrangs

OptiStruct hat sich weiterentwickelt und unterstützt jetzt ein umfassendes Spektrum an physikalischen Faktoren für die Analyse des Antriebsstrangs. Dazu gehören Lösungen für Wärmeübertragung, Schrauben- und Dichtungsmodellierung, hyperelastische Materialien und effiziente Kontaktalgorithmen.

 

Erstellen von Designkonzepten

  • Topologieoptimierung: OptiStruct nutzt die Topologieoptimierung, um innovative Konzeptdesignvorschläge zu generieren. OptiStruct generiert einen optimalen Entwurfsvorschlag basierend auf einem benutzerdefinierten Designraum sowie auf benutzerdefinierten Leistungszielen und Fertigungsbedingungen. Die Topologieoptimierung kann auf 1D-, 2D- und 3D-Designräume angewendet werden. 

  • Topographieoptimierung: Für dünnwandige Strukturen werden oft Sicken oder Gesenke als Verstärkungselemente verwendet. Für einen bestimmten Satz von Sickenabmessungen generiert die Topographieoptimierungstechnologie von OptiStruct innovative Designvorschläge mit dem optimalen Sickenmuster und den optimalen Stellen für Verstärkungen, um bestimmte Leistungsanforderungen zu erfüllen. Typische Anwendungen sind die Versteifung von Verkleidungen und der Umgang mit Frequenzen.

  • Free-size Optimierung: Die Free-size Optimierung wird häufig eingesetzt, um die optimale Dickenverteilung in gefrästen Metallstrukturen zu finden und um die optimalen Ply Shapes in Laminatverbundwerkstoffen zu ermitteln. Die Elementdicke pro Materialschicht ist eine Designvariable bei der Free-size Optimierung.

Optimierung für das Fine-Tuning von Designs

  • Size Optimierung: Optimale Modellparameter wie Materialeigenschaften, Querschnittsabmessungen und Maße können über die Size Optimierung bestimmt werden.

  • Formoptimierung: Die Formoptimierung wird durchgeführt, um einen vorhandenen Entwurf anhand benutzerdefinierter Formvariablen zu verfeinern. Die Formvariablen werden mit der Morphing-Technologie – HyperMorph – generiert, die in HyperMesh verfügbar ist.

  • Freiformoptimierung: Die proprietäre Technik von OptiStruct für die nicht-parametrische Formoptimierung generiert automatisch Formvariablen und bestimmt optimale Formkonturen basierend auf Konstruktionsanforderungen. Dies nimmt Benutzern die Aufgabe ab, Formvariablen zu definieren, und ermöglicht eine größere Flexibilität bei Designverbesserungen. Die Freiformoptimierung ist sehr effektiv beim Reduzieren von Hochspannungskonzentrationen.

Leistungsstarker Solver für nichtlineare Analyse und Dauerfestigkeit des Antriebsstrangs

In OptiStruct wurde ein einzigartiges 3-Phasen-Verfahren implementiert, das beim Entwerfen und Optimieren von Laminatverbundwerkstoffen helfen kann. Der Prozess basiert auf einem natürlichen und benutzerfreundlichen lagenbasierten Modellierungsansatz. Dies erleichtert auch das Einbeziehen von unterschiedlichen Fertigungseinschränkungen, wie z. B. Ply Drop-Off, die für das Design von Laminat-Verbundwerkstoffen typisch sind. Die Anwendung dieses Prozesses ergibt optimale Lageformen (Phase 1), eine optimale Anzahl von Lagen (Phase 2) und die optimale Stapelfolge für Lagen (Phase 3).

 

Konstruktion und Optimierung von additiv hergestellten Gitterstrukturen

Gitterstrukturen weisen viele wünschenswerte Eigenschaften auf, wie beispielsweise geringes Gewicht und gute thermische Eigenschaften. Wegen ihrer Porosität und ihrer Fähigkeit, die Integration von Gewebe mit der trabekulären Struktur zu erleichtern, sind sie auch bei biomedizinischen Implantaten sehr vorteilhaft. OptiStruct hat eine einzigartige Lösung zum Entwerfen solcher Gitterstrukturen auf Basis der Topologieoptimierung. Anschließend können groß angelegte Size Optimierungsstudien für die Gitterträger durchgeführt werden, wobei detaillierte Leistungsziele wie Spannung, Beulen, Verschiebung und Frequenz einbezogen werden.

 

Analyse- und Funktions-Highlights

Steifigkeit, Festigkeit und Stabilität

  • Lineare und nichtlineare statische Analyse mit Kontakt und Plastizität

  • Große Verschiebungen mit hyperelastischen Materialien

  • Schnelle Kontaktanalyse

  • Beulanalyse

NVH

  • Modal-Analyse für reale und komplexe Eigenwertanalyse

  • Direkte und modale Frequenzganganalyse

  • Random Response Analyse

  • Analyse des Antwortspektrums

  • Direkte und modal transiente Response Analyse

  • Berücksichtigung nichtlinearer Ergebnisse für Beul-, Frequenzgang- und transiente Analyse

  • Rotordynamik

  • Gekoppelte Fluid-Struktur-Analyse (NVH)

  • AMSES-Eigenwert-Solver für große Modelle

  • Schneller Modal-Solver (FASTFR) für große Modelle

  • Ergebnisausgabe bei Spitzenantwortfrequenzen (PEAKOUT)

  • One-Step Transferpfadanalyse (PFPATH)

  • Schallabstrahlungsanalyse

  • Frequenzabhängige und poroelastische Materialeigenschaften

Powertrain Durability

  • 1D- und 3D-Schraubenvorspannung

  • Dichtungsmodellierung

  • Kontaktmodellierung und kontaktfreundliche Elemente

  • Plastizität mit Erhärtung

  • Temperaturabhängige Materialeigenschaften

  • Domänenzerlegung

Wärmeübertragungsanalyse

  • Lineare und nichtlineare Steady-State Analyse

  • Linear transiente Analyse

  • Gekoppelte thermomechanische Analyse

  • Einstufige Analyse der transienten thermischen Belastung

  • Kontaktbasierte thermische Analyse

Kinematik und Dynamik

  • Statische, quasi-statische und dynamische Analyse

  • Lastenextraktion und Aufwandsschätzung

  • Optimierung von System und flexiblen Körpern

Strukturoptimierung

  • Topologie, Topographie und Free-Size

  • Size, Form und Freiform

  • Design und Optimierung von Laminatverbundwerkstoffen

  • Design und Optimierung von additiv gefertigten Gitterstrukturen

  • Äquivalente statische Belastungsmethode (ESLM)

  • Multimodell-Optimierung

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