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Présentation OptiStruct

OptiStruct est un solveur moderne et reconnu dans le domaine de l’industrie en matière d’analyses structurelles pour des problèmes linéaires et non linéaires sous chargements statiques et dynamiques. C'est la solution leader sur le marché pour la conception structurelle et l'optimisation.

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OptiStruct Introduction Video Watch this quick introduction video to learn how OptiStruct can help you.

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OptiStruct helps Euro-Pro improve product performance and durability Static analysis with OptiStruct unveils weak spots on plastic parts, before they are produced. Read the Euro-Pro Case Study
Basé sur des éléments finis et sur des technologies de dynamique multi-corps, à travers des analyses avancées et des algorithmes d’optimisation, OptiStruct aide les concepteurs et les ingénieurs à développer rapidement des conceptions innovantes, légères et structurellement efficaces.

En continuant de tirer parti de ses 20 années d’expériences en matière de fournitures de technologies innovantes d’optimisation sur le marché, OptiStruct offre de Nouvelles solutions de conception et d’optimisation de structures en treillis imprimées en 3D ainsi que des matériaux avancés tels que les composites stratifiés, le tout en suivant les dernières tendances de fabrication comme la fabrication additive tout en pilotant les tendances de conception.

OptiStruct est utilisé par des milliers de compagnies dans le monde entier pour analyser et optimiser les structures en fonction de leur résistance, leur durabilité de leurs caractéristiques NVH (bruit, vibration et stridence).

Il gère avec précision la non-linéarité des matériaux, géométries, et le contact pour des applications incluant l’analyse de joint, boulon de pré-tension.

Quote
“By using OptiStruct in the product’s initial design period to carry out topography optimization for several major parts, our products can effectively avoid the constant experimenting, avoid the occurrence of resonance, shorten design cycles and improve product quality.”
–Zhifeng Xin, Director Mechanical/Thermal/Simulation/M&M
Lenovo Notebook Product Development

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Benefits

Physique précise et complète

Une simulation inexacte ne vaut pas la peine. Cela devient plus important quand les conceptions sont pilotées et optimisées en fonction des résultats de la simulation. Par conséquent chez Altair, nous nous efforçons de développer des solutions d'analyses précises et complètes qui capturent le comportement des produits dans l'environnement quotidien dans lequel ils sont développés.

Solveur hautement parallélisé

OptiStruct est un solveur hautement parallélisé capable de tirer parti de la dernière technologie matérielle. Grâce à des méthodes telles que la décomposition de domaine, OptiStruct peut être exécuté sur des centaines de noyaux.

Ceci a des implications encore plus grandes dans un schéma de développement de conception plus large, permettant aux ingénieurs d'effectuer des cycles d'optimisation à grande échelle, des conceptions pour la fiabilité et la robustesse, et de mener des études d'exploration de conception via la conception d'expériences.

Solveur non linéaire complet

OptiStruct prend en charge les analyses statiques et transitoires qui contiennent des matériaux non linéaires dépendant de la température, la géométrie et le contact. Le chargement et le frottement peuvent être quasi-temporels. L'érosion des éléments, les matériaux hyper élastiques, les matériaux définis par l'utilisateur et le glissement continu sont pris en charge.

La pré-tension des boulons et des matériaux de joint sont aussi pris en charge pour l'analyse du groupe motopropulseur. La décomposition du domaine est utilisée pour accélérer l'analyse en utilisant plusieurs noyaux.

Solveur le plus avancé pour l'analyse NVH

OptiStruct prend en charge les fonctionnalités les plus avancées et les processus de traitement nécessaires pour des analyses (sonores, vibratoires, de rigidité, acoustiques) efficaces et optimales. Grâce à des workflows de processus innovants, des analyses NVH complètes peuvent être effectuées très rapidement et efficacement.

Des modèles plus performants, légers et innovants

L'utilisation stratégique de la technologie d'optimisation appropriée tout au long du processus de conception maximise le potentiel pour les concepteurs et les ingénieurs de développer rapidement des conceptions plus performantes. Grâce à ces algorithmes d'optimisation avancés dans OptiStruct, une meilleure performance s'accompagne souvent d'une réduction de poids grâce au développement d'un concept de design innovant.

Solution optimisée

Optimiser! Optimiser! Optimiser ! C’est le moyen le plus efficace pour répondre aux nombreuses exigences de conception, souvent contradictoires et difficiles en temps opportun et de manière économique à travers l’optimisation dans le processus de conception. Par conséquent, la stratégie de développement d’OptiStruct propose des solutions d'analyse pour que l'optimisation soit un de nos éléments de différenciation, tout en donnant aux clients la meilleure technologie pour développer les meilleures conceptions.

20 ans d'héritage en technologie d’optimisation primée

Depuis plus de 20 ans maintenant, OptiStruct a dominé le développement de nouvelles technologies d'optimisation innovantes. Cela inclut de nombreuses technologies de première mise sur le marché telles que l'optimisation de la topologie basée sur la fatigue et le stress, la conception axée sur la topologie pour les structures de treillis imprimées en 3D et les technologies pour la conception et l'optimisation des structures composites stratifiées entre autres. OptiStruct fournit la bibliothèque la plus complète des réponses d'optimisation et des contraintes de fabrication permettant la flexibilité nécessaire pour formuler la plus large gamme des problèmes d'optimisation.

Intégration homogène dans les processus existants

Intégré dans HyperWorks, OptiStruct aide à réduire considérablement les dépenses de l'entreprise en matière de technologie de solveur compétitif. En outre, en utilisant les environnements de pré-traitement et de post-traitement existants avec des flux de travail d'analyses supérieurs, OptiStruct peut être intégré de manière homogène dans les processus existants avec un minimum de perturbation.

Récupérer un temps d'ingénierie précieux

Des messages d'erreur simplifiés et faciles à comprendre, associés à une vérification stricte du modèle, contribuent à une simulation plus précise du comportement de conception. Cela permet de consacrer plus de temps à l'ingénierie au lieu du débogage du modèle passé ou de l’itérer en raison d'erreurs de modélisation.

Facile à apprendre

En utilisant des workflows d'analyses simplifiés et le format d'entrée Nastran communément compris, OptiStruct est très facile à apprendre et à intégrer dans les processus existants.

Gallery

Car frame design with topology optimization Equivalent Radiated Power (ERP) Non-linear material Large Strain Plasticity for Solids Typical optimization process on VW compressor bracket Additive manufacturing project at EADS Topography optimization of a door panel Composites optimization
Car frame design with topology optimization Equivalent Radiated Power (ERP) Non-linear material Large Strain Plasticity for Solids Typical optimization process on VW compressor bracket Additive manufacturing project at EADS Topography optimization of a door panel Composites optimization
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Capabilities

Integrated Fast and Large Scale Eigenvalue Solver: A built-in, standard feature of OptiStruct in an Automated Multi-level Sub-structuring Eigen Solver (AMSES) that can rapidly calculate thousands of modes with millions of degrees of freedom.

Advanced NVH Analysis: OptiStruct provides unique and advanced functionality for NVH analysis including one-step TPA (Transfer Path Analysis), Powerflow analysis, model reduction techniques (CMS and CDS super elements), design sensitivities, and an ERP (Equivalent Radiated Power) design criterion to optimize structures for NVH.

Robust solver for nonlinear analysis and powertrain durability: OptiStruct has grown to support a comprehensive range of physics for powertrain analysis. This includes solutions for heat transfer, bolt and gasket modeling, hyperelastic materials, and efficient contact algorithms.

Creating Design Concepts

  • Topology optimization: OptiStruct uses topology optimization to generate innovative concept design proposals. OptiStruct generates an optimal design proposal based on a user-defined design space, performance targets, and manufacturing constraints. Topology optimization can be applied to 1-D, 2-D and 3-D design spaces.

  • Topography optimization: For thin-walled structures, beads or swages are often used as reinforcement features. For a given set of bead dimensions, OptiStruct's topography optimization technology will generate innovative design proposals with the optimal bead pattern and location for reinforcement to meet certain performance requirements. Typical applications include panel stiffening and managing frequencies.

  • Free-size optimization: Free-size optimization is widely applied in finding the optimal thickness distribution in machined metallic structures and identifying the optimal ply shapes in laminate composites. Element thickness per material layer is a design variable in free-size optimization.

Optimization for Design Fine-Tuning

  • Size optimization: Optimal model parameters such as material properties, cross-sectional dimensions, and gauges can be determined through size optimization.

  • Shape optimization: Shape optimization is performed to refine an existing design through user-defined shape variables. The shape variables are generated using the morphing technology – HyperMorph – available in HyperMesh.

  • Free-shape optimization: OptiStruct’s proprietary technique for non-parametric shape optimization automatically generates shape variables and determines optimal shape contours based on design requirements. This relieves users from the task of defining shape variables and allows for greater flexibility for design improvements. Free-shape optimization is very effective in reducing high-stress concentrations.

Design and Optimization of Laminate Composites: A unique 3-phase process has been implemented in OptiStruct to aid in the design and optimization of laminate composites. The process is based on a natural and easy-to-use ply based modeling approach. This also facilitates incorporating various manufacturing constraints, such as ply drop-off, specific to laminate composite design. Application of this process yields optimal ply shapes (phase 1), optimal number of plies (phase 2) and the optimal ply stacking sequence (phase 3).

Design and Optimization of Additively Manufactured Lattice Structures: Lattice structures offer many desirable characteristics such as lightweight and good thermal properties. They are also highly desirable in biomedical implants due to their porous nature and the ability to facilitate the integration of tissue with the trabecular structure. OptiStruct has a unique solution to design such lattice structures based on topology optimization. Subsequently, large scale sizing optimization studies can be run on the lattice beams while incorporating detailed performance targets such as stress, buckling, displacement and frequency.

Analysis and Feature Highlights

Stiffness, Strength and Stability

  • Linear and nonlinear static analysis with contact and plasticity

  • Large displacement analysis with hyperelastic materials

  • Fast contact analysis

  • Buckling analysis

Noise and Vibrations

  • Normal modes analysis for real and complex eigenvalue analysis

  • Direct and modal frequency response analysis

  • Random response analysis

  • Response spectrum analysis

  • Direct and modal transient response analysis

  • Preloading using nonlinear results for buckling, frequency response, and transient analysis

  • Rotor dynamics

  • Coupled fluid-structure (NVH) analysis

  • AMSES large scale eigenvalue solver

  • Fast large scale modal solver (FASTFR)

  • Result output at peak response frequencies (PEAKOUT)

  • One-step transfer path analysis (PFPATH)

  • Radiated sound analysis

  • Frequency-dependent and poro-elastic material properties

Powertrain Durability

  • 1D and 3D bolt pretension

  • Gasket modeling

  • Contact modeling and contact-friendly elements

  • Plasticity with hardening

  • Temperature dependent material properties

  • Domain decomposition

Heat Transfer Analysis

  • Linear and nonlinear steady-state analysis

  • Linear transient analysis

  • Coupled thermo-mechanical analysis

  • One-step transient thermal stress analysis

  • Contact-based thermal analysis

Kinematics and Dynamics

  • Static, quasi-static, and dynamic analysis

  • Loads extraction and effort estimation

  • Optimization of system and flexible bodies

Structural Optimization

  • Topology, topography, and free-size optimization

  • Size, shape, and free-shape optimization

  • Design and optimization of laminate composites

  • Design and optimization of additively manufactured lattice structures

  • Equivalent static load method

  • Multi-model optimization

Complementary Solutions

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