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Altair
发布时间:2022-08-30 13:45

一、Altair公司简介

Altair是一家全球技术公司,致力于产品开发、高性能计算和数据智能领域提供软件和云解决方案,成立于1985年,总部位于美国密歇根州。2001年7月,Altair进入中国,在上海成立了全资子公司澳汰尔工程软件(上海)有限公司。此后,在北京、台北、广州、西安等地都成立了分公司,2017年11月,Altair公司在美国纳斯达克成功上市。

Altair目前提供的平台包括CAE平台Altair HyperWorks、创新设计平台Altair SolidThinking、数据智能平台Altair Knowledge Works、物联网解决方案Altair SmartWorks和高性能计算管理平台Altair PBS Works。

OptiStruct软件属于Altair HyperWorks平台,HyperWorks是较为完整的CAE建模、可视化、有限元分析、结构优化和过程自动化等领域的软件平台。HyperWorks包含的主要模块如下:

1. 前后处理软件

Altair HyperMesh:CAE前处理工具,可以快速建立高质量的CAE模型。

Altair Hyperview:具有高效图像驱动的仿真和试验数据后处理可视化工具。

Altair HyperCrash:碰撞安全性分析的CAE前处理工具。

Altair HyperGraph 2D/HyperGraph 3D:仿真或试验数据后处理工具。

Altair SimLab:流程导向、基于特征的有限元建模软件,能够快速并准确的模拟复杂组件的工程行为。

Altair MotionView:通用机械系统仿真前后处理软件,同时也是图形可视化工具,拥有较好的柔体技术。

2. 结构求解器及优化

Altair OptiStruct:面向产品设计、分析和优化的有限元分析及优化软件。

Altair HyperStudy:开放的多学科优化平台。

Altair RADIOSS:有限元结构分析软件,能够进行多种线性和非线性分析,可应用于汽车、重工、电子和航空航天各个领域。

Altair HyperLife:疲劳仿真分析软件,可以预测高周、低周、无限寿命、焊点、焊缝、扫频、随机振动等疲劳寿命。

Altair MotionSolve:多体动力学求解器,支持运动学求解、静力求解、准静态求解、结构动力求解、线性化、特征值分析和状态矩阵输出等。

3. 流体求解器

Altair AcuSolve:通用的基于有限元的计算流体动力学软件。

Altair nanoFluidX:基于粒子法(SPH)的流体动力学仿真工具,用于预测在复杂几何体中有复杂机械运动的流动。可以用于预测有旋转轴和齿轮的传动系统润滑并分析系统每个部件的力和力矩。

Altair ultraFluidX:用于快速预测乘用车与商用车的空气动力特性的仿真工具,同时也可用于建筑物环境空气动力学的评估。

4. 电磁求解器

Altair Feko:电磁场仿真工具,能够高效的分析天线设计、天线布局、电磁散射、雷达散射截面(RCS)和电磁兼容,包括电磁脉冲(EMP)、雷电效应、高强度辐射场(HIRF)和辐射危害等相关的框频谱电磁问题。

Altair WinProp:电波传播和无线网络规划软件,包括从卫星到陆地、从郊区到市区、从室外到室内的无线链路。

Altair Flux:低频电磁场和热仿真分析软件。能够与Altair其他软件耦合,应用于不同系统的多物理场分析。

5. 快速设计软件

Altair SimSolid:无须进行几何检核和网格划分的快速结构仿真软件,可在几秒到几分钟内对未简化的原始CAD装配体进行结构分析。

Altair Inspire:采用OptiStruct根据给定的设计空间、材料属性以及受力需求生成理想的形状。

6. 工艺仿真软件

Altair Inspire Form:金属钣金冲压成型和液压成型的仿真工具,让用户在设计之初就可以考虑其产品的冲压成型性、工艺参数、材料利用率和成本,从而缩短产品开发周期并优化产品设计。

Altair Inspire Extrude:三维金属挤压成型仿真软件。

Altair Inspire Cast:铸造仿真工具。


二、OptiStruct介绍

Altair OptiStruct 发布于1992年,最开始着力于结构有限元的优化技术,现在已经发展称为功能强大、具备全面求解及优化功能的有限元软件。可求解的范围包括线性求解、结构优化、动力学分析、非线性分析等等。可以分为:

刚度、强度和稳定性

对接触面和可塑性进行线性和非线性静态分析

对超弹性材料进行大位移分析

快速碰撞分析

屈曲分析


噪声和振动

用于实数和复数特征值分析的简单正则模态分析

直接法和模态法频率响应分析

随机响应分析

响应谱分析

直接法和模态法瞬态响应分析

使用非线性结果进行预加载,进行屈曲、频率响应以及瞬态分析

转子动力学

耦合流体结构(NVH)分析

AMSES大规模特征值求解器

快速大规模模态求解器(FASTFR)

峰值响应频率下的结果输出(PEAKOUT)

一步法传递路径分析(PFPATH)

辐射声场分析

与频率有关的多孔弹性材料属性


动力系统耐久性

1D和3D螺栓预紧力

垫片建模

接触面建模和接触面适用单元

硬化后的可塑性

与温度相关的材料属性

域分解

热传导分析

线性和非线性稳态分析

线性瞬态分析

耦合热应力分析

一步法瞬态热应力分析

基于接触面的热分析

运动学和动力学

静态、准静态和动态分析

载荷提取和工作量估算

系统和柔性体的优化


结构优化

拓扑结构、形貌和自由尺寸优化

尺寸、形状和自由形状优化

层压复合材料的设计和优化

增材制造网格结构的设计和优化

等效静态载荷法

多模型优化


OptiStruct具备完整的结构优化分析方案,具体如下:

用于建立设计概念的有:

拓扑优化:基于用户定义的设计空间、性能目标和约束条件来生成优化方案。

形貌优化:可以对薄壁结构的焊点布局进行优化,以满足具体性能要求。

自由尺寸优化:可以用来确定机加工金属件的最佳厚度分布。对复合材料来说,还可以给出每层的最佳厚度搭配。

用于设计方案微调优化的有:

尺寸优化:可以确定模型的最佳参数,如材料特性、横截面尺寸和层厚。

形状优化:通过用户定义的形状变量进行形状优化,从而改进现有设计。

自由形状优化:可以更具设计要求自动生成形状变量并确定最佳的形状轮廓,省去了用户定义形状变量的工作,对于减少高应力集中非常有效。

OptiStruct的优点在于,能够提供全面的分析解决方案,求解器可用于线性、非线性、振动、声学、疲劳和多物理场分析,同时还拥有强大的结构优化技术,包括失效安全拓扑、多材料拓扑和多模型优化等功能。另外,OptiStruct还可以利用单一模型分析和优化多学科属性(如强度、振动、疲劳),从而简化工作流,减少重复性任务并最大限度的降低错误率。

图1 OptiStruct用于车身拓扑优化
图2 非线性材料分析
图3 压缩机支架的典型优化流程
图4 车门拓扑优化
图5 复合材料优化
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