Altair OptiStruct - Giải pháp thiết kế ý tưởng và Công nghệ tối ưu hóa

2019-04-12 11:02:07

Altair OptiStruct là phần mềm dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn đã được nhận giải thưởng Ý tưởng hay về thiết kế và công nghệ tối ưu hoá.
OptiStruct hỗ trợ các kỹ sư và nhà thiết kế trong các thiết kế trọng lượng nhẹ và mô hình hiệu quả một cách nhanh chóng. Khi dùng OptiStruct,các kỹ sư và chuyên gia phân tích có thể tạo ra những cải tiến mạnh mẽ trong quá trình thiết kế và đạt được mục tiêu về sản phẩm cũng như mục tiêu kinh doanh một cách nhanh chóng.

1. Lợi ích của OptiStruct
1.1. Thiết kế
Cắt giảm thời gian và chi phí phát triển sản phẩm bằng cách cung cấp những hướng dẫn ( ý tưởng sản phẩm) rõ ràng ngay trong quá trình thiết kế ban đầu.
Sử dụng các kỹ thuật tối ưu hoá mạnh mẽ nhằm giảm đáng kể trọng lượng của sản phẩm.
Tạo ra các thiết kế độc đáo, chất lượng cao.
Thực hiện thành công các ý tưởng thiết kế
Tối ưu hoá
Tăng tính cạnh tranh bằng những đột phá trong sản phẩm
Đem lại một giao diện hình ảnh dễ sử dụng và kết hợp các ứng dụng với nhau một cách chặt chẽ. Điều này giúp giảm thời gian đào tạo sử dụng sản phẩm và tối đa hoá tính hiệu quả cho người sử dụng.
Là phần mềm dẫn đầu trên thị trường, có khả năng giải quyết các vấn đề lớn nhất và phức tạp nhất về tối ưu hóa.
2. Tính năng của OptiStruct
2.1. Thiết kế
Công nghệ thiết kế tích hợp đã đoạt giải thưởng của OptiStruct sử dụng lý thuyết tối ưu hoá hình học Tôpô để gợi ý cho các ý tưởng thiết kế sáng tạo. Trong giai đoạn ban đầu của quá trình thiết kế, người sử dụng nhập các thông tin về không gian, các mục tiêu thiết kế và các thông số của quá trình sản xuất. OptiStruct sau đó sẽ đưa ra gợi ý thiết kế được tối ưu hoá đáp ứng những mục tiêu thiết kế đã đặt ra. Các thông số của quá trình sản xuất là rất quan trọng để xác định được mẫu thiết kế có tính khả thi.
Trong các chi tiết sử dụng kim loại tấm, các gân trợ lực thường được dùng để làm cho các cấu trúc khoẻ hơn. Để tạo kích thước cho các gân trợ lực, công nghệ tối ưu hoá Tôpô của OptiStruct sẽ đưa ra gợi ý thiết kế đột phá để tạo hình dạng gân trợ lực lý tưởng cho cấu trúc trở nên khoẻ hơn.
2.2. Tối ưu hoá với Composite
Cơ sở thiết kế vật liệu composite mới, thông minh của OptiStruct và mô hình tối ưu hoá làm tăng hiệu quả công việc thiết kế cấu trúc composite cho cả nhà thiết kế và người phân tích. Cách tiếp cận dựa trên dạng sợi làm đơn giản hoá quá trình đọc kết của thiết kế từ các tối ưu. OptiStruct cũng xem xét các yêu cầu liên quan đến sản xuất ngay từ giai đoạn thiết kế ban đầu để tạo ra mẫu thiết kế thực tiễn và gợi ý trình tự xử lý thiết kế sao cho đáp ứng được những yêu cầu này.
2.3. Tối ưu hoá cấu trúc đa mục tiêu
Việc phân tích kết cấu chỉ là một trong số các bước của quá trình phát triển sản phẩm. Dựa trên việc phân tích các kết quả, các kỹ sư đưa ra gợi ý sửa đổi một phần của sản phẩm để đáp ứng các yêu cầu về ứng suất, trọng lượng và độ cứng. Sự tích hợp nhuần nhuyễn giữa các phương pháp tối ưu hoá tiên tiến nhất làm quá trình tối ưu hoá về hình dáng (shape Optimazation) và kích thước (Size Optimization) đa dạng của sản phẩm trở nên dễ dàng.
Tối ưu hoá kích thước của sản phẩm bằng cách xác định các thông số thành phần lý tưởng, ví dụ như giá trị của vật liệu, các kích cỡ tiêu biểu và độ dày. Việc tối ưu hoá hình dáng của sản phẩm được ứng dụng trên những thành phần sẵn có của sản phẩm. Khả năng tối ưu hoá hình dáng linh hoạt của OptiStruct có thể làm giảm ứng suất tại các vùng tập trung ứng suất cao. OptiStruct cũng có thể sử dụng công nghệ hình học của HyperMesh để cập nhật các lưới phần tử hữu hạn trong quá trình tối ưu hoá. Do vậy, OptiStruct có thể dễ dàng đưa ra gợi ý về sửa đổi thiết kế mà không cần các dữ liệu CAD. Trong môi trường OptiStruct, các thông số tối ưu hoá có thể được xác định khi chỉ cần vài cú kích chuột.
OptiStruct có thể sử dụng các phản hồi về nhiều mặt của quá trình tối ưu hoá ví dụ như phân tích tĩnh, phân tích ổn định dọc, phân tích phản hồi lặp lại, phân tích phản hồi ngẫu nhiên, phân tích âm, phân tích truyền nhiệt, phân tích nhiệt cơ học. Bộ giải mã lặp của OptiStruct sử dụng để phân tích tĩnh và phiên bản SPMD dùng cho phản hồi tĩnh, phản hồi ổn định dọc tuyến tính và phản hồi lặp trực tiếp giúp làm giảm thời gian xử lý tính toán một cách đáng kể. Liên kết bề mặt với bề mặt đã được nhắc đến ở trên. Trong phân tích tuyến tính, các giao diện gắn kết với nhau có thể được mô hình hoá bằng lựa chọn FREEZE của một mối tiếp xúc. Ngoài những tính năng này, OptiStruct có các phương pháp sáng tạo về tối ưu hoá các mức hệ thống và tối ưu về độ bền mỏi.
2.4. Tối ưu hoá thiết kế các mức hệ thống
Phương pháp ESLM (Equivalent Static load Method) là phương pháp đột phá được sử dụng để tối ưu hoá đồng thời cả vật thể mềm và vật thể cứng. Phương pháp đổi mới hiệu quả này cho phép tối ưu các mô hình động học đa vật thể với các mức hệ thống. Ngoài ra ESLM có thể để tổng hợp ý tưởng thiết kế và chỉnh sửa cho thiết kế hoàn hảo hơn.
2.5. Thiết kế ý tưởng (concept design) và tối ưu hoá dựa trên độ bền mỏi
Khả năng tối ưu hoá độ bền mỏi của OptiStruct cho phép tổng hợp các ý tưởng thiết kế (hình học Tôpô, topography, kích cỡ tự do) và chỉnh sửa thiết kế (về kích cỡ, hình dáng và hình dáng linh hoạt) dựa trên nghiên cứu bền mỏi. Các thông số về hư hỏng từ quá trình phân tích bền mỏi có thể được dùng làm tiêu chuẩn thiết kế. Khả năng này của phần mềm cho phép việc thiết kế sử dụng các thông tin phản hồi về độ bền mỏi và sẽ cực kỳ hiệu quả trong việc tính toán, hơn hẳn phương pháp tối ưu hoá dựa trên độ bền mỏi mà phải sử dụng các ứng dụng hỗ trợ khác nữa.
2.6. Thiết lập mô hình, hậu xử lý và tự động hoá dễ dàng
OptiStruct được tích hợp chặt chẽ với môi trường HyperWorks, cho phép thiết lập mô hình nhanh và dễ dàng trong HyperMesh. Các mô phỏng, các đường contour, và các biểu đồ có thể được thiết lập dễ dàng khi sử dụng các công cụ hậu xử lý trong HyperView. Hơn thế nữa, mọi công việc đều có thể tự động hoá khi sử dụng tính năng tự động hóa và quản lý dữ liệu có trong HyperWorks.

Bình luận