Оптимизация конструкции

Оптимизация конструкции позволяет на ранних стадиях проектирования повысить требуемые характеристики изделия, снизить вес и сократить время на разработку

Оптимизация конструкции

Оптимизация конструкции позволяет еще на ранних стадиях проектирования повысить требуемые характеристики изделия, снизить вес и сократить время на разработку

Horizontal spacer

При проектировании часто инженеры должны находить компромисс между такими противоречивыми параметрами как стоимость, вес, габариты, технологичность изготовления, ресурс и характеристики изделия. Поэтому перед инженерами стоит трудная задача: как добиться оптимальной конструкции, соблюдя компромиссы между всеми параметрами и не пожертвовать при этом надёжностью, эффективностью и безопасностью.

MSC Software предлагает полный набор инструментов для эффективной оптимизации конструкции. Пользователю доступны основанные на градиентных методах наиболее известные виды оптимизации: параметрическая оптимизация, оптимизация формы и топологическая оптимизация, метод анализа на поверхности отклика, а также анализ чувствительности конструкции. Оптимизация может быть выполнена как для отдельного типа анализа, так и для нескольких анализов одновременно, решая задачу многодисциплинарной оптимизации конструкции. Решения от MSC Software могут быть интегрированы со сторонними оптимизаторами, предоставляя уникальные возможности поиска оптимальной конструкции, соответствующий всем требованиям пользователя.

Возможности программного обеспечения MSC Software могут быть использованы для решения широкого спектра задач при оптимизации конструкции:
  • Автоматическая оптимизация с использованием внешних суперэлементов (AESO)
  • Поиск глобального минимума
  • Проектирование с помощью топографической оптимизации тонкостенных конструкций с выштамповкой
  • Оптимизация с дискретными переменными (планирование эксперимента (DOE) и консервативная дискретная конструкция (CDD))
  • Учет откликов, получаемых из внешних программ
  • Предельно напряженная (равнопрочная) конструкция
  • Топологическая оптимизация с учетом технологических ограничений при изготовлении
  • Многодисциплинарная оптимизация конструкции
  • Многомодельная оптимизация конструкции
  • Оптимизация конструкции с нелинейным откликом
  • Подход определения эквивалентной статистической нагрузки
  • Оптимизация с учетом широкого спектра ограничений по прочности, жесткости, устойчивости, долговечности, вибрации и шума и др. ограничений
  • Оптимальное распределение толщины с помощью топометрической оптимизации
  • Оптимизация параметров расчетной модели, таких как свойства материала и геометрические размеры (толщины, моменты инерции, площади сечений и др.)
  • Анализ чувствительности
  • Параметрическая оптимизация
  • Снижение напряжений в концентраторах с помощью оптимизации формы
  • Оптимизация композитных конструкций
  • Градиентные методы оптимизации
  • Стохастический анализ

MSC Software предлагает проверенные решения для оптимизации конструкции. В зависимости от подхода поиска оптимальной конструкции, решения, основанные в MSC Nastran на градиентных методах, можно отнести к трем основным видам оптимизации: параметрическая оптимизация, оптимизация формы и топологическая оптимизация. Начав оптимизацию с заранее заданной точки и ведя поиск в пространстве проектирования, можно получить локальное оптимальное решение, которое удовлетворяет заданным ограничениям на конструкцию.

MSC Software также предлагает дополнительные улучшенные методы параметрической оптимизации и оптимизации формы, которые называются, соответственно, топометрической и топографической оптимизацией. Данные методы лучше используют толщину материала и геометрию (положение узлов на поверхности) как переменные проектирования при оптимизации, что позволяет получать конструкции с эффективно распределенной толщиной, а также тонкостенные конструкции с выштамповкой.

Благодаря откликам и ограничениям, которые поддерживаются в многодисциплиной оптимизации, пользователям не нужно запускать процесс оптимизации отдельно для каждого типа анализа. Можно объединить их вместе и одновременной запустить многодисциплинарную оптимизацию. Это повышает эффективность и позволит получить более оптимальную конструкцию.

Часто пользователю необходимо разработать «лучшую» конструкцию, которая должна стать хорошим компромиссом между множеством требований к ней и ее надежностью. Именно здесь могут быть полезны такие методы, как планирование эксперимента (DOE) или метод Монте-Карло (стохастический метод). MSC Software предлагает инструменты, которые позволяют настроить многократный запуск виртуальных испытаний на основе нескольких моделей, которые могут включать дискретные переменные проектирования, а также различные типы анализа.

Метод анализа на поверхности отклика (RSM) используется для создания приближенной модели по результатам испытаний. Созданная модель описывает как конструкция будет вести себя в большом (расширенном) пространстве проектирования. После того, как приближенные модели созданы, с их помощью можно легко и быстро выполнять анализ возможных ситуаций «что, если» и исследовать различные варианты конструкций.

Оптимизации конструкции и исследования по ее усовершенствованию часто могут быть сложными, требующими сторонних специализированных приложений с расширенными возможностями, например, для обработки нескольких вариантов концепций конструкции или применения других специальных методов оптимизации и улучшения конструкции. В результате таких исследований образуются большие объемы данных моделирования и результатов расчета, которые связанны с сотнями или даже с тысячами переменных проектирования в своих расчетных моделях. Все эти данные необходимо отслеживать, контролировать и управлять ими.

MSC Software предлагает решения, которые хорошо взаимодействуют с другими приложениями и выполняют функции «настройщика» оптимизации, что позволяет интегрировать и управлять целиком всем процессом проектирования в соответствии с конкретными требованиям клиента.

Решения MSC Software идеально подходят для контроля и управления всем процессом проектирования, гарантируя, что соответствующие данные не будут потеряны, а критические конфигурации конструкций будут легко идентифицированы.

Related Products: 

Adams

Динамика многомассовых систем (MBD)

MSC Nastran

Прочность, динамика, долговечность, оптимизация

Patran

Универсальный графический пользовательский интерфейс