HyperWorks复合材料仿真优化技术及应用

hyperworks基本操作1.引言1.1 概述概述部分可以简要介绍本篇文章所涵盖的内容和目的。

具体可以参考以下内容撰写：本文将介绍HyperWorks基本操作的相关知识和技巧。

HyperWorks 作为一款广泛应用于工程仿真和设计领域的软件平台，拥有丰富的功能和工具，能够帮助工程师们进行结构优化、流体力学仿真、疲劳分析等多个方面的工作。

对于初次接触HyperWorks的人来说，掌握基本的操作技巧是学习和使用该软件的关键。

本篇文章将从HyperWorks的简介开始，介绍了其主要的功能和应用领域，然后重点关注于HyperWorks的基本操作方面。

我们将深入研究HyperWorks的界面设置、工程模型的导入和几何处理、材料属性的定义、载荷和边界条件的设定，以及分析和后处理结果的查看等关键步骤。

通过详细的讲解和演示，读者将能够掌握使用HyperWorks进行工程仿真和分析的基础技能。

本文的目的是帮助读者快速入门并熟练掌握HyperWorks的基本操作。

通过了解和掌握这些基本操作，读者可以更高效地使用HyperWorks 进行工程设计和分析工作，提高工作效率和质量。

同时，这也为读者进一步学习和掌握更高级的应用和技术奠定了基础。

总之，本文将逐步介绍HyperWorks的主要功能和基本操作，帮助读者建立起对该软件的扎实基础，为后续的学习和工作打下坚实的基础。

对于正在接触HyperWorks的读者来说，本文将是一份很好的参考资料和学习指南。

1.2文章结构【1.2 文章结构】本文将通过以下几个章节详细介绍HyperWorks的基本操作。

首先，在引言部分将对文章的概述进行说明，包括对HyperWorks的简要介绍和文章的目的。

接着，在正文部分，将展开对HyperWorks的详细介绍，包括其功能和特点。

其中，将重点介绍HyperWorks的基本操作，包括软件安装、界面布局、常用工具的使用等等。

最后，在结论部分将对本文所介绍内容进行总结，并展望HyperWorks在未来的发展前景。

HyperMeshAltairHyperMesh、HyperView、HyperCrash、HyperForm、RADIOSS、HyperGraph、HyperStudy、MotionSolve、OptiStruct……用HyperWorks做CAE分析及优化的基本流程:1、导入CAD模型到HyperMesh中2、几何修复3、HyperMesh划分网格4、添加材料、属性、约束、载荷5、OptiStruct计算求解6、RADIOSS输出结果，查看载荷分布、位移等等7、OptiStruct做优化8、RADIOSS查看优化结果9、导出到CAD软件中进行二次设计进入2D——qualityindex网格质量查看，comp.QI值越高，网格质量越差，comp.QI=0，网格全部达标左图中黄色部分代表网格质量不太好的区域，绿色部分代表都达标区域。

可通过点击place node拖动不达标区域节点或点击elemen optimize单击网格单元使其达标。

进入2D——qualityindex网格质量查看，comp.QI值越高，网格质量越差，comp.QI=0，网格全部达标左图中黄色部分代表网格质量不太好的区域，绿色部分代表都达标区域。

可通过点击place node拖动不达标区域节点或点击elemen optimize单击网格单元使其达标。

用碳纤维车架演示一遍基本流程1、导入CAD模型到HyperMesh中CAD软件：UG NX、CATIA、PRO-E、SolidWorks等2、几何修复3、划分网格4、添加材料、属性、约束、载荷弹性模量、泊松比、密度——Assign建立载荷5、OptiStruct计算求解6、RADIOSS输出结果位移：6、RADIOSS输出结果压力：强度：7、OptiStruct做优化1）创建拓扑设计变量2）创建优化响应3）创建目标4）运行优化8、RADIOSS查看优化结果9、导回到CAD软件中进行二次设计。

HyperWorksAltair HyperWorks 是一个创新、开放的企业级CAE平台，它集成设计与分析所需各种工具，具有无比的性能以及高度的开放性、灵活性和友好的用户界面。

HyperWorks - HyperWorksAltair HyperWorks世界领先、功能强大的CAE应用软件包。

编辑本段简介HyperWorks包括以下模块：Altair HyperMesh高性能、开放式有限单元前后处理器，让您在一个高度交互和可视化的环境下验证及分析多种设计情况。

Altair MotionView通用多体系统动力学仿真及工程数据前后处理器，它在一个直观的用户界面中结合了交互式三维动画和强大无比的曲线图绘制功能。

Altair HyperGraph强大的数据分析和图表绘制工具，具有多种流行的工程文件格式接口、强大的数据分析和图表绘制功能、以及先进的定制能力和高质量的报告生成器。

Altair HyperForm集成HyperMesh强大的功能和金属成型单步求解器，是一个使用逆向逼近方法的金属板材成型仿真有限元软件。

Altair HyperOpt使用各种分析软件进行参数研究和模型调整的非线性优化工具。

Altair OptiStruct世界领先的基于有限元的优化工具，使用拓扑优化方法进行概念设计。

Altair OptiStruct/FEA基本线性静态、特征值分析模块。

创新、灵活、合理的许可证无论是单机版还是网络版，HyperWorks 许可单位（HWUs）都是平行的，所以不管你运行多少个HyperWorks模块，只有需要HWUs最多的模块才占用HWUs数。

编辑本段集成的CAD图形标准ACISCATIA（HP，IBM，WIN，SUN，SGI）DESDXFUGI-DEASIGESINCAPATRANPDGSVDAFS 等支持的有限元分析软件ABAQUSANSYSAutoDVC-MOLDDYTRANLS-DYNA3DLS-NIKE3DMADYMOMARCMOLDFLOWMSC/NASTRANNsoftCSA/NASTRANOPTISTRUCTPAM-CRASHPATRANRADIOSSSpotweldVPG等主要客户：几乎所有财富500强制造企业Altair HyperMeshAltair HyperMesh 是一个高性能有限单元前后处理器，让工程师在高度交互及可视化的环境下验证各种设计条件。

HyperWorks 在零件改进中的应用1. 引言随着整个汽车行业的飞速发展，行业之间的竞争越来越激烈。

在竞争中各个公司对整车成本都给予了相当重视，整车成本的高低直接影响在行业中的竞争力，这就要在整车设计中严格控制成本，已提升自身的竞争力。

采用CAE 分析软件，可以在前期零件设计及零件改进工作中提供好的设计方向，以使零件做到结构优化，得到相对成本低的零件。

本文通过实例说明HyperWorks 在零部件改进中的应用。

对消声器支架进行改进，在保证零件功能及制造工艺的情况下降低成本，以实现整车成本的降低。

2. 实例2.1 改进前三维模型2.2 改进前零件材料2.3 零件功能描述1 和2 号件焊接在一起组成总成（1），零件3 与总成（1）通过螺栓连接夹紧之间的消声器，固定在底盘上。

2.4 改进措施本次改进主要对2 和3 号零件进行改进，材料减薄，并对板材截面形状改进，更改为带翻边的结构。

2.5 改进后三维模型2.6 改进后零件材料2.7 CAE 分析2.7.1 零件分析计算根据试验数据，底盘的零部件所受的冲击加速度为3g，本实例零件主要受消声器重量，及相关部件的力，由于消声器同固定零件是面接触，因此对接触面进行加载，对总成（1）约束，总成（1）与 3 按螺栓连接处理，对零件改进前后的强度变化进行CAE 分析。

2.7.2 结果分析根据结果分析，改进后零件强度和位移量满足材料本身及底盘功能要求，并零件重量减少29%，成本减少，整车采用新结构零件后，至今已有一年半多，未发现零件问题，说明此次改进是成功的。

3 结束语采用CAE 分析方法，对零件进行有效的改进，可明显缩短设计周期，且能更好地保证零件的改进质量。

降低产品设计风险。

CAE 分析方法是零件设计及改进工作很好的辅助工具。

hyperworks有限元仿真-第9章_材料与属性信息IX材料与属性信息本章包含“Practical Finiite Elemen t Analysis”⼀书中的材料。

同时Sascha Beuermann修订并添加附加材料。

9.1 胡克定律与两个常数这⾥有个常识，就是对于不同的材料，施加相同的⼒（也就是相同的应⼒）会得到不同的应变。

对多种材料进⾏⼀个简单的拉伸试验，在⼩位移情况下，应⼒（单位⾯积上的⼒）与应变（单位长度上的伸缩率）之间会存在线性相关性。

s = F/Ae = DL/Ls ~ e a s = Ee其中，常数E与材料相关。

此⽅程即为胡克定律(Robert Hooke, 1635-1703)，是线弹性特性的材料⽅程。

E为弹性模量或杨⽒模量，在线弹性范围内是正应⼒－应变曲线的斜率，定义为正应⼒/正应变，单位为：N/mm2。

可以在拉伸试验中看到另⼀个现象，即不仅在沿⼒的⽅向有会长，⽽且侧向会出现收缩。

µ的物理解释引⽤了尺⼨为1x1x1mm的⽴⽅体，泊松⽐0.30的意味着，如果⽴⽅体伸长了1mm，侧向将收缩0.3mm。

⾦属的泊松⽐在0.25到0.35之间，泊松⽐的最⼤可能值为0.5（橡胶）。

还有⼀个材料参数G——刚性模量，代表在线弹性范围内剪切应⼒－应变曲线的斜率。

定义为剪切应⼒/剪切应变。

单位为e.g. N/mm2。

E，G和µ的相互关系见如下⽅程：E = 2 G (1+ u)线性静态计算仅需要两个独⽴的材料常数（⽐如E和µ）。

其他的分析需要附加的数据，⽐如重⼒、离⼼载荷、动态分析（材料密度r = m/V，单位体积上的质量，⽐如g/cm3）以及温度感应应⼒或应变（热膨胀系数a = e/DT =Dl/lDT，单位温度单位长度的膨胀或收缩，⽐如1/K）。

对于钢材，r = 7.89 ?10-9 t/mm3 且a = 1.2 ?10-5 1/K, 对铝, r = 2.7 ?10-9 t/mm3 且a = 2.4 ?10-5 1/K。

基于HyperStudy平台的材料参数优化(完整资料）(可以直接使用，可编辑优秀版资料，欢迎下载）基于HyperＳtuｄｙ平台的材料参数优化基于HyperSｔｕdy平台的材料参数优化杨萌华为技术有限公司深圳5１80５７摘要：针对当前仿真工作中仿真结果与实际测试结果存在一定差异的问题,本文应用HｙperSｔｕdy软件的参数优化功能,对镁合金板条的材料参数进行了优化.确定优化方法后在三点弯折工况下对手机复杂结构件材料参数进行优化，并将优化后材料参数在结构件不同工况下进行了验证.研究结果表明:通过ＨyperSｔudy的材料参数优化方法,获得了更适用于仿真的材料参数,从而有效的解决了仿真结果和实际测试结果之间的差异问题。

关键词：Hy ｐeｒSｔudy，多参数优化,仿真,曲线匹配０引言仿真中输入材料的拉伸测试数据，来计算试件在其他工况下的行为，仿真计算曲线常与实际测试曲线存在一定差异(如图１所示).导致该差异的因素包括：有限元建模的误差、求解器计算的误差、边界条件的误差、材料参数的误差。

将前三个影响因素降至最低的情况下,仍不能实现测试曲线与仿真曲线的匹配,则需优化仿真输入的材料参数，使仿真曲线与测试曲线趋于一致。

本文采用HyperStuｄy软件，对镁合金板条进行材料参数优化.确定优化方法后对复杂结构件镁合金支架进行三点弯折工况下的优化。

将优化所得的材料参数代入镁合金支架四点弯折仿真模型和扭转仿真模型进行计算.并分别将计算所得的“力—位移”曲线与测试曲线对比,验证仿真曲线与测试曲线是否一致。

图1 测试曲线与仿真曲线存在较大差异1有限元分析模型建立本例采用HｙperMｅsh软件建立有限元模型。

试件四点弯折有限元模型如图２所示。

试件长51.4ｍｍ,宽１0。

2mｍ，厚0.45mm。

仿真求解压头的“力—位移”曲线。

图2四点弯折工况有限元模型1.１网格与节点仿真模型中压头及支撑杆为刚体，试件所用网格类型及网格数目如表1所示.表1四点弯折试件所用网格1.2 材料与属性试件材料为镁合金,密度为0．0018g/mｍ3,泊松比为0。

HyperWorks在电子中的应用-冲击和跌落仿真
让您的产品能够更加耐用
所有的电子产品在设计时都必须考虑其在错误甚至是恶意使用情况下的可生存性。

客户不仅期望更强的可用性和功能，还要求坚固耐用。

在许多情况下，电子产品最难满足的一项设计要求就是通过跌落试验。

Altair HyperWorks提供了业界最快速和最可靠的冲击分析解决方案：
∙RADIOSS提供了业界最为可靠的跌落冲击分析解决方案。

∙RADIOSS解决方案可以帮助设计者更快地获得研究结果从而有时间进行更多的研究来满足设计要求。

∙提供广泛的材料模型库来表征您产品中的所有零部件。

∙提供强大的接触算法捕捉所有零部件之间的复杂装配或干涉关系。

∙提供一整套连接类型来准确地模拟接头和卡扣。

软件发布介绍构建在设计优化、性能数据管理和流程自动化基础之上，HyperWorks 是一个杰出的企业级仿真解决方案，真正帮助客户实现快速的设计开发并制定相关决策。

作为业界最为全面的CAE 解决方案之一，HyperWorks 整合了一系列第一流的工具，包括建模、分析、优化、可视化、报表和性能数据管理系统。

在过去20年中，HyperWorks 以其革命性的基于Unit 的”pay-for-use”商业模式极大地提升了客户在软件使用上的灵活性，为客户创造了巨大的价值。

HyperWorks 始终遵循对开放系统理念的承诺，在其平台基础上坚持为客户提供最为广泛的商用CAD 和CAE 软件交互接口。

Altair 的目标永远是为客户提供最好的技术和使用价值，HyperWorks9.0的发布也不例外。

HyperWorks9.0中包含了众多新功能以及对所有内嵌模块的重要功能升级。

我们致力于提升我们在业界领先的建模和可视化产品的性能和效率，并且极大地扩展了我们的求解器解决方案。

此外，我们持之以恒地拓展我们对CAD 、CAE 软件和Microsoft Office 应用程序的接口。

我们还大幅度地投资于概念设计、优化和性能数据管理系统的创新研发。

除了全新的功能提升以外，HyperWorks9.0还通过以下方式提升了客户的使用价值：1. 利用拥有专利的HyperWorks Unit 软件许可系统，现有的HyperWorks 客户现在可以直接使用全球领先的计算资源管理软件——PBS Professional ，从而使网格计算在CAE的应用成为现实。

利用这一技术，用户可以对批处理建模、可靠性设计研究和并行计算进行调优，从而大幅提高效率。

2. 针对多核技术越来越广泛的应用，Altair 大幅调低了求解器技术在多核处理器上运行所需要的HyperWorks Unit 数量，从而在最大程度上消除了软件许可对多核技术应用所带来的限制。

我们相信这一变化将会帮助我们的用户从“桌面集群”和多核系统中收获更大的软件使用价值。

Altair HyperWorks是一套杰出的企业级CAE仿真平台解决方案，它整合了一系列一流的工具，包括建模、分析、优化、可视化、流程自动化和数据管理等解决方案，在线性、非线性、结构优化、流固耦合、多体动力学、流体动力学、电磁场分析等领域有着广泛的应用。

仿真无处不在Altair HyperWorks 为工程师提供了完整的解决方案，涵盖从基于模型的系统设计、早期几何设计，到详细的多物理场仿真以及结构和多学科优化的整个产品设计周期。

HyperWorks提供的仿真驱动设计的解决方案，使工程师能更好地通过仿真理解复杂产品的物理本质，进而驱动更好的设计、满足客户的需求。

创成式设计的领导者20多年来，Altair一直是创成式设计领域的行业领导者。

HyperWorks可以优化结构、机构、复合材料和增材制造零件。

无论您的产品是如何生产的，HyperWorks都可以通过提出既高效又具有创新性的、可制造的设计来增强创造力。

统一的用户界面体验如今，设计师、工程师和CAE专家可以在一个直观的、一致的用户界面体验中工作。

HyperWorks平台提供了领先的解决方案，使得用户界面更加友好、前后处理软件界面风格更为统一。

对仿真专家和普通分析人员都适用的工具HyperWorks平台中众多的求解器和前后处理产品，方便设计工程师和普通分析人员能够快速轻松地通过优化来获得更多的产品设计。

仿真专家可以使用更多的高级功能，包括结构、机构、热、电磁和流体等多物理场仿真。

2019年6月10日Altair正式发布了Altair HyperWorks™ 2019。

新版本在单一开放式架构平台下为设计师及仿真工程师提供了更多的解决方案，可加快决策制定、缩短产品上市时间。

其亮点功能包括：✧复杂模型的快速仿真分析功能Altair SimSolid™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，提高设计师及分析人员的工作效率。

SimSolid可分析复杂零件和大型装配体，而使用传统结构分析工具则可能会花费数小时或数天。