OptiStruct及HyperStudy優(yōu)化與工程應(yīng)用
定 價(jià):149 元
叢書(shū)名:HyperWorks 進(jìn)階教程系列
- 作者:方獻(xiàn)軍,徐自立,熊春明 著
- 出版時(shí)間:2021/3/1
- ISBN:9787111675129
- 出 版 社:機(jī)械工業(yè)出版社
- 中圖法分類(lèi):O241.82-39
- 頁(yè)碼:400
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開(kāi)本:16開(kāi)
《OptiStruct及HyperStudy優(yōu)化與工程應(yīng)用》是在2019版HyperWorks軟件基礎(chǔ)上編寫(xiě)的OptiStruct和HyperStudy優(yōu)化教程。全書(shū)首先深入講解了拓?fù)鋬?yōu)化、自由尺寸優(yōu)化、形貌優(yōu)化、尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化、自由形狀優(yōu)化、增材制造優(yōu)化、復(fù)合材料優(yōu)化,以及等效靜態(tài)載荷法、熱、疲勞及非線(xiàn)性?xún)?yōu)化等OptiStruct優(yōu)化技術(shù),然后詳細(xì)介紹了HyperStudy相關(guān)的各種優(yōu)化技術(shù)。本書(shū)對(duì)軟件功能與應(yīng)用的介紹非常全面,并包含大量的實(shí)用案例,讀者只需要這一本書(shū)就可以解決OptiStruct和HyperStudy這兩款軟件的絕大部分應(yīng)用問(wèn)題。
《OptiStruct及HyperStudy優(yōu)化與工程應(yīng)用》是學(xué)習(xí)HyperWorks優(yōu)化技術(shù)的必備手冊(cè),可作為從事機(jī)械、汽車(chē)、航空航天、船舶、電子等行業(yè)的工程技術(shù)人員的自學(xué)或參考用書(shū),也可作為理工科院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生的教學(xué)用書(shū)。
適讀人群 :本書(shū)是學(xué)習(xí)HyperWorks優(yōu)化技術(shù)的必備手冊(cè),可作為從事機(jī)械、汽車(chē)、航空航天、船舶、電子等行業(yè)的工程技術(shù)人員的自學(xué)或參考用書(shū),也可作為理工科院校相關(guān)專(zhuān)業(yè)師生的教學(xué)用書(shū)。
1.內(nèi)容全面、豐富、細(xì)致,真正做到“一本書(shū)解決OptiStruct 和HyperStudy優(yōu)化的絕大部分應(yīng)用問(wèn)題”。
2.書(shū)中案例均為真實(shí)工程案例,既包含詳細(xì)的軟件使用方法,又凝結(jié)了多位澳汰爾專(zhuān)家級(jí)工程師的豐富工程經(jīng)驗(yàn)。
3.所有案例均可直接掃碼看視頻,更有Hypermesh、Optistruct等Hyperworks系列軟件、Templex等的多形式資源可供學(xué)習(xí)。
為了滿(mǎn)足用戶(hù)的學(xué)習(xí)需求,Altair(澳汰爾)曾于2013年出版《OptiStruct&HyperStudy理論基礎(chǔ)與工程應(yīng)用》。在過(guò)去的幾年里,隨著軟件的不斷升級(jí),軟件功能與界面已經(jīng)變化很多,用戶(hù)迫切需要一本和當(dāng)前軟件版本匹配的中文教程。
本書(shū)內(nèi)容
本書(shū)第1~9章介紹OptiStruct優(yōu)化,第10~16章介紹HyperStudy的相關(guān)功能。
第1章是OptiStruct簡(jiǎn)介,包括OptiStruct功能概述、幫助文件使用指南、out文件內(nèi)容解釋、優(yōu)化常用操作和優(yōu)化控制卡片,是學(xué)習(xí)OptiStruct優(yōu)化的必備基礎(chǔ)。
第2章是拓?fù)鋬?yōu)化和自由尺寸優(yōu)化,介紹了優(yōu)化三要素、制造約束、多模型優(yōu)化、失效安全優(yōu)化等基礎(chǔ)知識(shí),給出了幾個(gè)應(yīng)用性很強(qiáng)的入門(mén)案例,并在最后通過(guò)一些工程實(shí)例講解了1D/2D/3D拓?fù)鋬?yōu)化的使用技巧。
第3章是形貌優(yōu)化,介紹了形貌優(yōu)化中的設(shè)計(jì)變量、制造約束和控制參數(shù)以及第二類(lèi)響應(yīng),包含多個(gè)入門(mén)實(shí)例和工程實(shí)例,涉及冰箱、汽車(chē)、電池等多種產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)優(yōu)化,既詳細(xì)講解了優(yōu)化的操作步驟,也提供了各種零部件的具體優(yōu)化思路。
第4章是尺寸優(yōu)化,介紹了尺寸優(yōu)化中的設(shè)計(jì)變量和變量關(guān)聯(lián),以及第三類(lèi)響應(yīng)、靈敏度分析、全局搜索,實(shí)例涉及汽車(chē)、建筑、飛機(jī)等的多種常見(jiàn)優(yōu)化分析場(chǎng)景。
第5章是形狀優(yōu)化和自由形狀優(yōu)化。通過(guò)理論知識(shí)和應(yīng)用實(shí)例介紹了形狀優(yōu)化和自由形狀優(yōu)化技術(shù),通過(guò)大量實(shí)例介紹了網(wǎng)格變形技術(shù)的概念及變形域和控制柄、變形體、映射到幾何、自由變形等變形方法,最后還給出了鑄造件、注塑件、鈑金件的優(yōu)化工程實(shí)例。
第6章是增材制造優(yōu)化,除介紹增材制造的基礎(chǔ)知識(shí)外,還包括增材制造中拓?fù)鋬?yōu)化、基于PolyNURBS工具進(jìn)行幾何重構(gòu)、格柵優(yōu)化的多個(gè)實(shí)例。這一章多次使用到Inspire模塊。
第7章是復(fù)合材料優(yōu)化,介紹了復(fù)合材料優(yōu)化的概念和鋪層復(fù)合材料優(yōu)化三階段,工程實(shí)例包括機(jī)翼結(jié)構(gòu)復(fù)合材料蒙皮優(yōu)化和工字梁復(fù)合材料優(yōu)化。
第8章是等效靜態(tài)載荷法、熱、疲勞及非線(xiàn)性?xún)?yōu)化。在對(duì)等效靜態(tài)載荷法、熱工況、疲勞工況優(yōu)化進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹的基礎(chǔ)上,給出了相應(yīng)的應(yīng)用實(shí)例及復(fù)雜工程實(shí)例,涉及風(fēng)道擋板、散熱器、汽車(chē)懸掛控制臂、發(fā)動(dòng)機(jī)連桿、輪轂等結(jié)構(gòu)件。
第9章是Altair概念設(shè)計(jì)優(yōu)化流程與多學(xué)科優(yōu)化工具,主要介紹實(shí)際優(yōu)化項(xiàng)目中的一些考慮以及多學(xué)科優(yōu)化的最新軟件工具。
第10章是HyperStudy簡(jiǎn)介與理論基礎(chǔ),簡(jiǎn)要介紹了HyperStudy的操作方法及試驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE)、近似模型、優(yōu)化方法和隨機(jī)性分析。
第11章是建立HyperStudy模型,介紹了HyperStudy支持的求解器及其注冊(cè),以及添加模型、定義輸入變量、測(cè)試模型、定義輸出響應(yīng)等建立HyperStudy模型的整個(gè)過(guò)程,添加模型階段包括Operator等各類(lèi)模型的參數(shù)化,最后還介紹了如何驅(qū)動(dòng)UG等CAD軟件參數(shù)化幾何模型。全章通過(guò)大量不同情況的實(shí)例講解了這些過(guò)程,本章是后續(xù)DOE、響應(yīng)面擬合、優(yōu)化和隨機(jī)性分析的基礎(chǔ)。
第12章是試驗(yàn)設(shè)計(jì)(DOE),介紹了DOE的概念及不同算法,最后給出了三個(gè)工程實(shí)例,包括白車(chē)身DOE分析、聯(lián)合有限元求解器分析以及實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的應(yīng)用。
第13章是響應(yīng)面擬合,介紹了響應(yīng)面的概念及不同算法,提供了踏板機(jī)構(gòu)、前懸架轉(zhuǎn)向拉桿、座椅等結(jié)構(gòu)的優(yōu)化實(shí)例。
第14章是HyperStudy優(yōu)化,首先介紹了HyperStudy優(yōu)化、多目標(biāo)優(yōu)化、多模型與多學(xué)科優(yōu)化、不確定性?xún)?yōu)化的基礎(chǔ)知識(shí)和多個(gè)操作實(shí)例,然后詳細(xì)介紹了其中的優(yōu)化算法及復(fù)雜優(yōu)化問(wèn)題的解決思路,最后是各種求解器相關(guān)的優(yōu)化應(yīng)用,涉及結(jié)構(gòu)、流體、電磁場(chǎng)等各個(gè)學(xué)科的求解器。本章內(nèi)容是工程實(shí)際中應(yīng)用HyperStudy最多的一部分。
第15章是隨機(jī)性分析,介紹了隨機(jī)性分析的概念及不同的采樣算法。
第16章是HyperStudy技術(shù)專(zhuān)題,介紹了HyperStudy文件管理、使用Verify進(jìn)行響應(yīng)面結(jié)果驗(yàn)證、自定義求解器和使用高性能計(jì)算這四項(xiàng)內(nèi)容,最后以Tcl和Python的有趣實(shí)例作為全書(shū)的結(jié)尾。
本書(shū)的核心內(nèi)容都在實(shí)例中進(jìn)行講解,我們把做好實(shí)例作為主要的努力方向,而且每個(gè)實(shí)例都有配套的操作視頻以及相關(guān)的文件,以幫助讀者高效地完成學(xué)習(xí)。
讀者對(duì)象
OptiStruct及HyperStudy優(yōu)化與工程應(yīng)用前言本書(shū)主要面向有一定OptiStruct和HyperStudy使用經(jīng)驗(yàn)的用戶(hù),不過(guò)為了幫助零基礎(chǔ)用戶(hù),每章都安排了多個(gè)簡(jiǎn)單而完備的入門(mén)案例。另外,還準(zhǔn)備了相關(guān)的系列視頻教程供讀者下載學(xué)習(xí),包括HyperMesh基礎(chǔ)教程和高級(jí)教程、OptiStruct分析優(yōu)化基礎(chǔ)和高級(jí)教程、HyperStudy基礎(chǔ)教程。此外,還準(zhǔn)備了HyperMesh、HyperStudy和OptiStruct的全套tutorial入門(mén)視頻教程和Templex、Tcl二次開(kāi)發(fā)、Compose等專(zhuān)題視頻教程以供拓展學(xué)習(xí)。
如何獲取更多資料
Altair是一家非常開(kāi)放的公司,以幫助客戶(hù)解決實(shí)際問(wèn)題為技術(shù)工作的主要目標(biāo),包括在中國(guó)區(qū)無(wú)條件免費(fèi)提供學(xué)習(xí)資料。
關(guān)注微信公眾號(hào)“Altair澳汰爾” ,二維碼如圖01所示。在“技術(shù)應(yīng)用”>“培訓(xùn)資料”中獲得網(wǎng)盤(pán)下載鏈接,在網(wǎng)盤(pán)文件夾“學(xué)習(xí)培訓(xùn)”中可看到OptiStruct和HyperStudy等相關(guān)的學(xué)習(xí)資料。具體操作也可以參考視頻“CH0_1_通過(guò)微信獲取學(xué)習(xí)資料mp4”(見(jiàn)圖02)。
Altair官方技術(shù)博客blogaltairco
幾位作者在澳汰爾作為技術(shù)支持十余年,具有扎實(shí)的CAE理論基礎(chǔ),一直為國(guó)內(nèi)外汽車(chē)、航天航空、電子等各種行業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供技術(shù)支持與解決方案,具有非常豐富的工程實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn);秉承澳汰爾的優(yōu)良傳統(tǒng),不遺余力地為用戶(hù)提供大量學(xué)習(xí)資源,曾出版多本圖書(shū),具有豐富的圖書(shū)寫(xiě)作經(jīng)驗(yàn)。
序
前言
第1章OptiStruct簡(jiǎn)介
1.1OptiStruct功能概述
1.2幫助文件使用指南
1.3.out文件內(nèi)容解釋
1.4OptiStruct優(yōu)化的一些常用操作
1.5優(yōu)化控制卡片
第2章拓?fù)鋬?yōu)化和自由尺寸優(yōu)化
2.1拓?fù)鋬?yōu)化和自由尺寸優(yōu)化簡(jiǎn)介
2.1.1拓?fù)鋬?yōu)化簡(jiǎn)介
2.1.2自由尺寸優(yōu)化簡(jiǎn)介
2.1.3實(shí)例:michell模型拓?fù)鋬?yōu)化
2.1.4實(shí)例:方板的自由尺寸優(yōu)化
2.1.5網(wǎng)格收斂性研究
2.2優(yōu)化三要素
2.2.1設(shè)計(jì)變量
2.2.2響應(yīng)
2.2.3約束和目標(biāo)
2.3制造約束
2.3.1成員尺寸約束
2.3.2拔模和擠壓約束
2.3.3對(duì)稱(chēng)約束
2.3.4模式重復(fù)約束
2.3.5均勻模式約束
2.4多模型優(yōu)化
2.5失效安全優(yōu)化
2.6多材料拓?fù)鋬?yōu)化
2.7工程實(shí)例
2.7.1軌道支撐柱安裝位置優(yōu)化(1D)
2.7.2使用加權(quán)柔度響應(yīng)進(jìn)行多工況模型的拓?fù)鋬?yōu)化(2D)
2.7.3轉(zhuǎn)向節(jié)與掛鉤結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化(3D)
第3章形貌優(yōu)化
3.1形貌優(yōu)化技術(shù)簡(jiǎn)介
3.1.1形貌優(yōu)化的概念
3.1.2形貌優(yōu)化適用場(chǎng)景
3.1.3實(shí)例:冰箱抽屜底板形貌優(yōu)化
3.2設(shè)計(jì)變量、制造約束和控制參數(shù)
3.2.1設(shè)計(jì)變量
3.2.2制造約束
3.2.3拉延筋控制參數(shù)
3.3第二類(lèi)響應(yīng)
3.3.1第二類(lèi)響應(yīng)介紹
3.3.2實(shí)例:使用方程響應(yīng)優(yōu)化安全帶牽引器支架
3.4工程實(shí)例
3.4.1電池包外殼形貌優(yōu)化
3.4.2拓?fù)浜托蚊猜?lián)合優(yōu)化
3.4.3基于頻響分析的車(chē)身地板形貌優(yōu)化
3.4.4SUV背門(mén)內(nèi)板形貌優(yōu)化
第4章尺寸優(yōu)化
4.1尺寸優(yōu)化技術(shù)簡(jiǎn)介
4.1.1尺寸優(yōu)化基本概念
4.1.2實(shí)例:扭轉(zhuǎn)工況下的車(chē)架厚度優(yōu)化
4.2設(shè)計(jì)變量和變量關(guān)聯(lián)
4.2.1離散變量
4.2.2變量關(guān)聯(lián)
4.2.3批量創(chuàng)建尺寸變量
4.2.4尺寸優(yōu)化結(jié)果的后處理
4.2.5實(shí)例:厚度依賴(lài)的車(chē)架尺寸優(yōu)化
4.2.6實(shí)例:高層建筑框架結(jié)構(gòu)梁截面優(yōu)化
4.3第三類(lèi)響應(yīng)
4.3.1Excel響應(yīng)定義方法
4.3.2實(shí)例:基于Excel響應(yīng)的機(jī)身蒙皮優(yōu)化
4.3.3Compose響應(yīng)定義方法
4.3.4實(shí)例:基于Compose響應(yīng)的鋼結(jié)構(gòu)節(jié)點(diǎn)優(yōu)化
4.3.5用C語(yǔ)言和Fortran語(yǔ)言定義響應(yīng)
4.4靈敏度分析
4.4.1靈敏度的數(shù)學(xué)表達(dá)
4.4.2靈敏度分析方法
4.4.3實(shí)例:白車(chē)身鈑金厚度的靈敏度分析
4.5全局搜索
4.5.1局部最優(yōu)解與全局最優(yōu)解
4.5.2全局搜索算法
4.5.3實(shí)例:框架結(jié)構(gòu)梁截面優(yōu)化的全局搜索計(jì)算
第5章形狀優(yōu)化和自由形狀優(yōu)化
5.1形狀優(yōu)化和自由形狀優(yōu)化簡(jiǎn)介
5.1.1什么是形狀優(yōu)化
5.1.2實(shí)例:2D工字梁結(jié)構(gòu)的形狀優(yōu)化
5.1.3什么是自由形狀優(yōu)化
5.1.4實(shí)例:帶孔方板的自由形狀優(yōu)化
5.2網(wǎng)格變形技術(shù)
5.2.1網(wǎng)格變形總體介紹
5.2.2變形域和控制柄方法
5.2.3變形體方法
5.2.4映射到幾何方法
5.2.5自由變形方法
5.2.6形狀及相關(guān)操作
5.2.7對(duì)稱(chēng)工具
5.2.8變形約束
5.3工程實(shí)例
5.3.1鑄造件形狀優(yōu)化
5.3.2注塑件加強(qiáng)筋位置優(yōu)化
5.3.3鈑金件形狀和自由形狀聯(lián)合優(yōu)化
第6章增材制造優(yōu)化
6.1增材制造簡(jiǎn)介
6.1.1增材制造現(xiàn)狀
6.1.2Altair增材制造解決方案
6.2增材制造結(jié)構(gòu)優(yōu)化
6.2.1實(shí)例:基于靜力學(xué)仿真的拓?fù)鋬?yōu)化
6.2.2實(shí)例:基于多體動(dòng)力學(xué)仿真的拓?fù)鋬?yōu)化
6.2.3實(shí)例:基于PolyNURBS工具進(jìn)行幾何重構(gòu)
6.2.4實(shí)例:Inspire格柵優(yōu)化
6.2.5實(shí)例:OptiStruct格柵優(yōu)化
第7章復(fù)合材料優(yōu)化
7.1復(fù)合材料優(yōu)化解決方案
7.2鋪層復(fù)合材料優(yōu)化三階段
7.2.1復(fù)合材料的建模、響應(yīng)與制造約束
7.2.2階段一:鋪層形狀優(yōu)化
7.2.3階段二:鋪層厚度優(yōu)化
7.2.4階段三:鋪層順序優(yōu)化
7.3工程實(shí)例
7.3.1機(jī)翼結(jié)構(gòu)復(fù)合材料蒙皮優(yōu)化
7.3.2工字梁復(fù)合材料優(yōu)化
第8章等效靜態(tài)載荷法、熱、疲勞及非線(xiàn)性?xún)?yōu)化
8.1利用等效靜態(tài)載荷法進(jìn)行結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)優(yōu)化
8.1.1等效靜態(tài)載荷法簡(jiǎn)介
8.1.2實(shí)例:基于Radioss模型進(jìn)行等效靜態(tài)載荷法優(yōu)化
8.2基于熱工況的優(yōu)化
8.2.1熱分析簡(jiǎn)介
8.2.2實(shí)例:熱工況下的風(fēng)道擋板形貌優(yōu)化
8.2.3實(shí)例:熱工況下的散熱器拓?fù)鋬?yōu)化
8.3基于疲勞工況的優(yōu)化
8.3.1疲勞分析簡(jiǎn)介
8.3.2實(shí)例:疲勞工況下的控制臂拓?fù)鋬?yōu)化
8.4工程實(shí)例
8.4.1非線(xiàn)性工況下的發(fā)動(dòng)機(jī)連桿自由形狀優(yōu)化
8.4.2非線(xiàn)性工況下的輪轂拓?fù)鋬?yōu)化
第9章Altair概念設(shè)計(jì)優(yōu)化流程與多學(xué)科優(yōu)化工具
9.1仿真驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)
9.2概念設(shè)計(jì)優(yōu)化流程Altair.C123
9.2.1C1拓?fù)鋬?yōu)化
9.2.2C2方案迭代
9.2.3C3細(xì)節(jié)優(yōu)化
9.3C123概念設(shè)計(jì)優(yōu)化流程的應(yīng)用
9.4多學(xué)科優(yōu)化
9.4.1多學(xué)科優(yōu)化一般流程
9.4.2多學(xué)科優(yōu)化工具M(jìn)DO.Director
第10章HyperStudy簡(jiǎn)介與理論基礎(chǔ)
10.1HyperStudy簡(jiǎn)介
10.1.1應(yīng)用領(lǐng)域
10.1.2用戶(hù)界面
10.1.3操作流程
10.2HyperStudy中的方法
10.2.1試驗(yàn)設(shè)計(jì)
10.2.2近似模型
10.2.3優(yōu)化方法
10.2.4隨機(jī)性分析
第11章建立HyperStudy模型
11.1求解器注冊(cè)
11.1.1支持的求解器類(lèi)型
11.1.2求解器注冊(cè)流程
11.2添加模型和非文本類(lèi)模型參數(shù)化
11.2.1HyperStudy支持的模型類(lèi)型
11.2.2內(nèi)置接口模型及其參數(shù)化
11.2.3Operator模型
11.3文本類(lèi)