HyperWorks在电子中的应用-机构设计

HyperWorks在电子中的应用-概述
HyperWorks助力电子产品设计
今天的电子产业是一个快节奏、高度竞争的高科技行业。

市场的领先者必须持续提升产品开发的效率并不断推出创新的产品。

工程师面临的挑战则是在越来越小的空间里增加更多的功能，而同时要持续降低成本。

仿真技术现在在电子产品的开发环节里发挥着至关重要的作用并有着广泛的影响。

Altair® HyperWorks®提供了无以伦比而且全面的CAE工具平台帮助电子企业实现以下目标：
● 加速CAE建模和生成仿真报告等日常工作
● 通过数据管理和流程自动化大幅加快产品投放市场速度并捕捉关键研发知识
● 使用创新的概念设计工具创造第一流的产品
● 快速而精确地对产品可靠性进行虚拟测试
● 针对产品功能和人体工程学开发最优的运动学特性。

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。

HyperWorks is a division ofInnovation IntelligenceHyperWorks 应用案例精选第二季澳汰尔工程软件(上海)有限公司目录汽车Cooper Standard采用Altair CFD求解器AcuSolve加速新一代水泵研发Dana利用Altair SimLab实现动力总成模型的自动网格划分，大幅节省时间客车车架减重17%且不降低客车性能和安全性为边境巡逻车设计创新的、最小重量的复合材料结构利用HyperWorks提升机械性能与减轻重量BiggerBoat借助HyperForm削减汽车行业冲压模具的开发成本和时间六座跑车的白车身设计：利用HyperWorks最大化车身刚度并满足强度要求走向更轻质、更高效动力总成的创新之路航空航天太空载人舱水上安全着陆仿真赢得NASA宇航成就奖HyperWorks在航空传感器研发中的应用OptiStruct在直升机接头设计中的应用改进NASA“牵牛星”登月车设计:应用优化技术进行结构减重并实现设计目标某型飞机后货舱门多体动力学分析仿真流程化的飞机舱门研发QinetiQ借助HyperWorks优化技术使军用Kiowa直升机更轻,飞得更远军工/重工/船舶/铁道NMHG叉车制造商利用Altair HyperWorks削减50%的前处理时间并解决疑难设计问题利用solidThinking Inspire设计叉车转向桥桥体轨道车辆制造商使用HyperWorks快速修改轨道车设计AcuSolve在日本高速列车安全性和舒适性仿真方面的应用HyperWorks帮助开发2009沃尔沃环球帆船赛获奖帆船Alex Thomson赛艇队IMOCA60级帆船碳纤维复合材料内饰顶板优化设计电子/日用消费品HyperWorks在联想产品设计中的成功应用松下环境系统利用HyperWorks缩短室内空气净化产品的研发周期HyperWorks助力全球家电制造商利用新材料实现更强更低成本的产品三星利用OptiStruct进行洗衣机零部件再设计，实现轻量化设计海尔利用RADIOSS优化空调结构和包装设计LG电子利用创新的流程自动化方法，在24小时内完成智能手机的跌落测试仿真HyperWorks优化技术融入包装设计流程，帮助联合利华削减成本、加速研发其他利用仿真技术减轻儿童约束系统的重量，提高安全性solidThinking Inspire在婴幼儿产品上的应用Assa Ashuach利用solidThinking Inspire优化凳子设计并实现3D打印HyperWorks在太阳能电池板系统设计中的应用solidThinking Inspire在雪地摩托车上的应用丹麦团队利用HyperWorks证明拓扑优化对混凝土建筑结构的价值利用AcuSolve进行LED灯管的热分析更多精彩案例，请联系我们：info@Cooper Standard 采用Altair CFD 求解器AcuSolve加速新一代水泵研发主要看点项目介绍Cooper Standard 在19个国家共有22000名员工，为汽车工业供应流体输送系统、密封系统、外饰系统、热吸排气系统和AVS 系统。

基于HyperWorks的对接结构设计及优化分析张讯 方芳上海飞机设计研究院结构设计研究部 上海 200232摘要：外翼、中央翼的壁板对接结构设计是飞机设计的重要环节之一，不同的对接方式其传力方式不同，对飞机的使用寿命、装配工艺都会产生重大影响。

本文通过认真分析飞机外翼、中央翼的对接结构的传力特点，设计了两种不同的上下壁板对接方案，然后运用Altair HyperWorks软件对对接结构进行了有限元分析，得出了较好的对接结构并进行了材料选择，最后运用OptiStruct软件进行了结构尺寸优化和减重分析。

其设计思路和方法对飞机对接结构设计具有重要的价值。

关键词：对接结构，有限元，HyperWorks，优化0 引言为了满足机翼的外形设计和飞机制造装配要求，大部分飞机需要在外翼根部与中央翼连接处设置为分离面。

外翼、中央翼的连接结构设计是飞机设计的重要环节之一，不同的连接方式其传力方式不同，对飞机的使用寿命、装配工艺都会产生重大影响。

对接结构将外翼受力所形成的集中载荷传递到机身，起到传递载荷的作用，同时它也是连接飞机外翼和中央翼的重要连接结构，本文针对两种不同的上下壁板对接结构进行了选型分析和有限元计算，通过有限元计算找出较为适合的中央翼、外翼对接结构，并对壁板对接结构在输入载荷下进行了全面详细的优化分析，减轻了结构重量、提高了结构效率，对对接结构的设计和应用起到了关键性的作用。

1 对接结构设计大部分民用客机在外翼根部与中央翼连接处需要设置为分离面。

在分离面处一般设置有一个关键肋即民用飞机的对接肋，对接肋需要传递外翼的弯矩和扭矩，其中弯矩转化为外翼上下壁板的轴力后通过对接肋缘条传到中央翼的上下壁板，扭矩形成剪流后通过对接肋腹板传递到机身上。

因此对接肋成为了机身与机翼连接的枢纽，同时该区域受力复杂，载荷大，因而对接肋的重要性决定了其设计的要求高。

对接肋的关键部件，上下壁板对接结构设计已成为各大民用飞机设计公司设计的难点。

Altair HyperWorks 功能简介一 .综合评价其为企业级CAE平台，集成设计与分析多种工具，拥有开放性体系和可编程工作平台，可提供顶尖的CAE建模、可视化分析、优化分析、以及健壮性分析、多体仿真、制造仿真、以及过程自动化。

二. 软件模块表1 HyperWorks软件模块分类1、OptiStruct 结构优化设计工具，提供拓扑、形貌、形状、尺寸等优化解决方案2、前后处理（1）HyperMesh高性能、开放式有限单元前后处理器，主要用于模型处理。

相对其它软件，具有更为强大的网格划分能力。

提供几乎所有主流商业CAD系统和CAE求解器接口。

CAD接口如ProE，CATIA，IGES，UG等。

CAE接口如ansys，optistruct，abaqus，nastran，dyna，ideas等（2）MotionView通用多体动力学仿真及工程数据前后处理器，拥有丰富的车身模型库并支持二次开发。

（3）HyperGraph仿真和实验结果的后处理绘图工具，拥有丰富的求解器和实验数据接口、数学函数库并支持后处理模块定制，实现数据处理自动化。

（4）HyperView完整的结果后处理工具，可处理有限元分析、多提系统仿真、视频和工程数据。

（5）HyperStudy为健壮性设计开发的参数化研究和多约束优化工具应用：实验设计（DOE）、随机仿真和优化技术3、求解器（1）OptiStruct/Analysis有限元分析求解器，具有快速而精确的特点应用：用于线性静态和频率响应分析的求解（2）MotionSolve多体动力学分析求解器应用：刚体和柔体耦合分析求解（3）Radioss应用：安全技术、生物仿真技术和车辆安全评价技术（4）HyperCrash应用：主要用于碰撞仿真4、制造工艺仿真（1）HyperForm钣金冲压成成形仿真工具，兼模具设计、管料弯曲成形和液压成形仿真模块（2）HyperXtrude 合金材料挤压成形仿真工具（3）Forging锻压方针（4）Molding注塑成型仿真（5）Friction Stir Welding模拟摩擦激光焊接三．软件应用1、拓扑优化：在给定的设计空间内寻求最佳的材料分布，载荷到约束的传力路径上材料得到保留。

基于HyperWorks/OptiStruct的空调电机支架优化设计The Optimization Of Bracket-MotorIn Air-Conditioner Based On HyperWorks/OptiStruct胡文刚朱国生李忠华(苏州三星电子有限公司江苏苏州215021)摘要：本文针对某型号空调的电机支架的轻量化并高性能化的问题，采用Altair公司的HyperWorks/OptiStruct进行了拓扑优化和形貌优化设计，得到了合理的材料分布和加强筋分布形式。

优化后的结构相比原始结构，重量减轻4.6%的同时，刚度提升53.2%，达成设计目标。

该支架优化设计的思路，提高了设计效率，可为后续相关零部件的设计提供参考和借鉴。

关键词：空调电机支架拓扑优化形貌优化频响分析Abstract: In this paper, topology and topography optimization in HyperWorks/OptiStruct was completed successfully for the light-weight design with high performance of an AC bracket-motor , while the rational material distribution and reinforcing rib distribution were obtained. The design target was achieved with the weight of the optimized structure decreased by 4.6% and stiffness increased by 53.2%. This method of bracket-motor optimization can improve the efficiency of design work. The results can be referenced for the design and further improvements of the relevant parts.Key Words：AC Bracket-motor, Topology, Topography, Frequency response, HyperWorks1 概述用户对高品质生活的极致追求以及国家能效标准的提高，使得空调室外机的噪音性能越来越多的受到关注。

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在电子中的应用-设计优化
创新和优化电子产品设计
Altair在优化技术方面一直领先全球。

更重要的是，Altair将这些技术设计在一个非常实际和易用的环境里。

这样客户就可以集中精力在产品的创新开发中，而不用担心如何使用工具。

电子行业的工程师可以使用HyperWorks的优化和研究工具快速地设计出具备最佳性能的产品：
∙使用屡获大奖的OptiStruct快速寻找产品的创意设计空间
∙使用OptiStruct杰出的结构优化设计技术创建最佳而且工艺上可行的创新设计
∙使用HyperStudy强大的实验设计(DOE)、随机分析和多学科优化功能提升产品的质量和可靠性∙将HyperStudy和合作伙伴解决方案整合提供对各类非线性问题，包括热、CFD和电磁等问题的研究解决方案。

基于HyperWorks的结构优化设计技术教学设计简介在工程领域，为了满足不同的工程要求并提高工程效率，工程师需要利用计算机辅助工具进行结构优化设计。

结构优化设计技术是目前计算机辅助工程领域中的一个重要研究方向。

在结构优化设计中，HyperWorks是一个重要的工具，它提供了多种优化方法，如拓扑优化、尺寸优化、形状优化等，使设计人员能够通过计算机快速地得到最优的结构设计方案。

本文将介绍基于HyperWorks的结构优化设计技术教学设计，主要包括教学目标、教学内容和教学方法等方面。

教学目标本教学设计的主要目标是：1.介绍HyperWorks的结构优化设计方法和工具；2.学习和掌握HyperWorks中常用的结构优化方法；3.能够利用HyperWorks进行结构的优化设计；4.熟悉如何利用计算机进行结构优化设计，提高工程师的工作效率。

教学内容本教学设计的内容主要包括以下几个方面：第一部分：HyperWorks的简介本部分主要介绍HyperWorks的基本概念和功能，包括软件的界面和主要功能模块。

为学习学生提供HyperWorks的基础入门。

第二部分：结构优化设计方法本部分主要讲解结构优化设计的主要方法和技术，包括几何构型优化、拓扑优化、尺寸优化和形状优化等。

第三部分：结构优化实例分析本部分主要介绍结构优化的实例，让学生了解应用实例，学会如何利用HyperWorks进行结构优化设计。

教学方法本教学设计主要采用的是课堂教学相结合的方法。

1.讲授部分：通过讲解HyperWorks的基本概念和功能、结构优化设计方法和HyperWorks中常用的结构优化方法来介绍HyperWorks的结构优化设计技术；2.实例分析：通过结构优化的实例分析来让学生掌握HyperWorks进行结构优化设计的方法；3.实践操作：通过结构优化设计的实践操作来让学生熟悉利用计算机进行结构优化设计。

结论基于HyperWorks的结构优化设计技术教学设计包括HyperWorks的基础入门、结构优化设计方法、结构优化实例分析和实践操作四个部分。

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。

HyperWorks在电子中的应用- 建模和流程自动化
使用HyperWorks缩短设计周期
电子行业几乎是所有行业中产品开发周期最短的一个，电子产品工程师无法承受在CAE建模过程中的任何延误。

HyperWorks在这方面提供了很好的解决方案，它提供了最快速的建模、装配和流程自动化工具，帮助工程师在建模过程中节省大量的时间并作更多的设计优化。

∙采用业界领先的网格划分和装配工具HyperMesh可以大幅缩短建模时间。

∙利用包括HyperMeshBatchMesher,在内的自动化解决方案，工程师可以进一步减少建模时间，通常的速度提升比传统方法快约5~20倍。

∙HyperWorks Process Manager将“最佳实践”予以复制和标准化，支持仿真模型的可重用性和仿真结果的可重复性，从而提升了CAE部门工作的一致性和质量。

∙采用Altair Data Manager，确保对关键仿真数据的捕捉和保存，此外还可以使用数据挖掘和分析工具将这些数据真正转化为知识。

数字化设计Ｄ迢ｉｔａｌＤｅｓｉｇｎ在对结构设计要求越来越高的今天，如何得到结构的最优设计，降低产品的成本并提高产品的性能成为设计人员面临的主要问题。

而解决这一问题的有效途径就是对产品的结构进行优化设计。

利用ＡＩｔａｉｒ公司的有限元分析软件Ｈｙｐｅｎ＾『ｏｒｋｓ中最新集成的等效静态载荷法（ＥｑｕｉｖａＩｅｎｌＳｌａｌｉｃＬｏａｄＭｅｔｈｏｄ），并结合其软件可以快速实现结构的动态结构优化。

ＨｙｐｅｒＷｏｒｋｓ动态优化技术在工程领域的应用口上海交通大学机械与动力工程学院赵礼辉口澳汰尔工程软件（上海）有暖公司洪清泉一、前言优化设计是将设计问题的物理模型转化为数学模型，并运用最优化数学理论，选用适当的优化方法，得出最佳设计方案的方法。

目前，随着用户对产品性价比要求越来越高，如何在保证产品性能的同时降低产品的成本，成为生产商越来越关注的问题。

这一现象在汽车行业表现更为突出，随着油价的攀升以及环保的呼声日益高涨，消费者对低油耗汽车的需求也越来越大，但这同时对汽车性能的要求却越来越高。

能够满足这一现状的有效措施就是实现汽车的减重，而在保证原有性能不变的情况下完成汽车减重最主要的途径是对汽车结构进行优化设计。

然而，目前在工程中得到广泛应用的结构优化设计还是结构静态优化设计，也就是当优化设计时，在设计对象上施加一个或几个静态载荷，把这几个载荷作为工况，求在这些工况下满足条件的最优结果。

但在实际中，物体受到的载荷多为动态载荷，其大小和方向是随着时间的变化而变化的。

为解决这一问题，需要工程师人工提取典型工况，一般是载荷的最大值。

通常获取静态载荷的方法有两种，一种是通过实验方法测得载荷曲线；另一种方法是通过软件模拟得到载荷曲线。

这两种方法都需要设计工程师凭经验判断，这就不可避免地产生误判和漏判。

为了保证设计的有效性，通常将提取的典型工况乘以一个动态因子来保证设计结果满足在动态载荷下的寿命要求，而动态因子的选取也是需要凭借工程师的经验来确定，这样就造成了优化结果的不准确性，并耗费大量的时间。

HyperWorks 在汽车零部件有限元分析中的应用1 概述随着计算机辅助设计和制造技术的日趋成熟，设计人员迫切需要一种能对所做的设计进行快速、精确评价分析的工具，而不再仅仅依靠以往积累的经验和知识去估计。

Altair 公司HyperWorks 软件正是这样一个有效的工具。

他能与常用的CAD 软件相集成，实现"设计－校核－再设计"的功能，可以轻松的直接从CAD 软件中读取几何文件，并将最终的仿真计算结果反馈到CAD 几何模型的设计中。

同时由于有限元计算的高精度，可以减少试验次数，大大降低产品开发成本，缩短产品开发周期，提高产品设计质量。

本文通过两个案例，阐述了如何利用HyperWorks 软件简化边界条件及计算复杂结构的强度，并通过与理论解的对比，验证HyperWorks 软件在有限元计算方面的准确性。

2 案例一：摩擦片从动盘的强度计算由于摩擦片的形状比较特殊，九个叶片和内部八根加强筋呈同心圆分布，本案例介绍了如何灵活使用简化方法划分有限元网格及简化加载。

摩擦片从动盘的几何模型如图 1 所示。

2.1 摩擦片从动盘有限元模型的建立由上述图 1 可见，摩擦片从动盘的九个叶片和八根加强筋呈同心圆分布，因此在划分此摩擦片从动盘有限元模型时可以将划分过程分成两部分：内圈加强筋部分和叶片部分，在接合部分进行局部修改缝合。

首先可以将内圈几何模型分成八部分，叶片分成九部分，分别选取其中的一片进行网格划分，如图 2 所示。

再使用HyperMesh 的旋转功能Rotate 划分出整个网格，最后进行局部缝合，这样，整个摩擦片从动盘的2D 网格就完成了，继续使用3D 中的拉伸功能，完整的三维网格就建立成功了，如图 3 所示。

2.2 材料和边界条件该摩擦片从动盘采用QT450 制成，其材料参数如表 1 所示。

模型的强度不仅与模型的建立有关，还和模型边界条件的定义有密切关系。

上述摩擦片在运行过程中靠外围的九个叶片的相互摩擦来其到制动作用。

HyperWorks在电子中的应用-结构分析
提升电子产品的强度、振动和噪声特性
耐用性和质量保证对电子行业——客户忠诚度仅限于最新的产品——来说是极为关键的。

电子行业的工程师们必须确保其产品在所有正常使用条件的性能。

Altair HyperWorks可以应用在所有重要的领域:
∙HyperWorks拥有全面的技术，可以针对应力、刚度、热和疲劳进行分析，同时具备完整的平台，包含模态分析、频率响应和声学响应。

∙HyperWorks提供了模版化的方法实现自动建模，简化了仿真流程并允许分析师花费更多时间优化产品的性能。

∙电子产品必须在多种环境下使用并保持其可靠性和功能。

CAE部门必须对这些使用条件进行仿真并提供开发的方向。

∙HyperWorks提供了全方位的优化设计解决方案，这些方案都无缝集成了相应的分析能力，帮助企业获得在各方面(强度、刚度、疲劳、噪声、触发响应和任何其他性能)最佳的产品。