随着商用结构化软件的成熟，结构优化技术在新一代飞机的设计中得到大量应用，以Altair Optistruct为代表的结构优化技术，被广泛应用到了A380,A350,A400M,B787等的设计中，取得了减轻零部件重量，提高结构性能和缩短设计周期的良好效果，是近十年来飞机结构设计的一大亮点。
“为减轻每一克重量而努力”是每个飞机设计工程师的工作信条。随着对飞机动力性能及经济性的要求越来越高，工程师必须在满足苛刻的设计要求的前提下；还要尽可能的减轻重量。此外，为了在设计的初阶段就能考虑零件的性能，从而使设计具有良好的基因，设计后期不出技术风险。并减少设计反复，工程师必须在概念设计阶段就对产品进行优化设计。传统的参考现有机型或者依据经验进行人工反复设计迭代的过程，已经满足不了新一代飞机结构设计的需要。这就需要有新的技术来满足飞机重量、性能和设计周期的苛刻要求。
在寻求和试用新技术的过程中，在汽车行业广泛应用的结构优化技术已得到了各飞机制造商的认可，并逐渐在飞机设计中得到应用。特别是美国AItair公司的0ptiStruct结构优化技术，更是被应用到了几乎所有新一代飞机的设计中。取得了成功，获得多个创新大奖，成为现代飞机结构设计不可缺少的工具。
OptiStruct结构优化方法简介
OptiStruct是一个以有限元法为基础。面向产品设计、分析和优化的有限元和结构优化求解器，拥有全球先进的优化技术，提供全面的优化方法，包括拓扑优化、形貌优化、尺寸优化、形状优化以及自由尺寸和自由形状优化。这些方法可以对静力、模态、屈曲、频响、疲劳等分析过程进行优化，支持常见的结构响应，包括质量，惯量，静态位移、应力、应变。模态频率。屈曲因子，应变能，频响位移、速度、加速度，疲劳损伤。复合材料失效因子，以及各响应量的组合等。其稳健高效的优化算法允许在模型中定义上百万个设计变量和设计约束。此外。OptiStruct提供了丰富的参数设置，包括优化求解参数和制造加工工艺参数等。方便用户对整个优化过程进行控制．确保优化结果便于加工制造，从而极具工程实用价值。
利用OptiStruct进行飞机结构优化设计，不但可以取得明显的减重效果，而且还具有以下两个优点：一是，零部件传力路径合理，应力分布均匀，结构优化技术能够在给定的设计空间找出佳的传力路径，并优化结构的佳尺寸，使得零部件能够以佳的材料分布去承受各种载荷，从而应力分布均匀，抗疲劳性能良好。二是，提高设计效率，缩短设计周期。基于结构优化技术进行设计，能大大减少人工设计的反复迭代过程，从而加快设计过程。例如，波音基于OptiStruct结构优化技术进行B787前缘翼肋设计，相比B777前缘翼肋的设计流程，设计工作量和设计时间减少了50％以上。
OptiStruct在飞机结构设计中的成功案倒：
optiStruct在飞机设计中的成功应用始于空客A380的前缘翼肋设计，随后被各大飞机制造商应用于各研发中的机型。
Altair OptiStruct结构优化培训大纲
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Introductory Tutorials
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在Hypermesh界面下提交OptiStruct求解
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使用命令行运行OptiStruct
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Basic Small Displacement Finite Element Analysis
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带孔平板的线性静态分析
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咖啡壶盖子的热应力分析
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防溅板的模态分析
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惯性释放分析
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线性屈曲分析
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使用CWELD单元连接两片不匹配的网格
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使用PCOMPG进行飞机复合材料结构的分析
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轴对称结构分析
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热结构耦合分析
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线性稳态热对流分析
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各向异性材料印刷版的热应力分析
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Advanced Small Displacement Finite Element Analysis
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平板的直接频率响应分析
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平板的模态频率响应分析
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支架的直接瞬态动力学分析
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支架的模态瞬时动力学分析
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飞机机翼翼肋的非线性断裂分析
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垫圈材料接触中的NLSTAT分析
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实体单元接触中的NLSTAT分析
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简化制动系统的复杂特征值分析
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结构的响应谱分析
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等效辐射功率的计算
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GAP单元活塞圆环的热传递分析
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使用螺栓连接的内燃发动机气缸、密封垫和发动机缸体系统的1D和3D螺栓预应力分析
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Topology Optimization
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2D网格的拓扑优化
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基于小成员尺寸约束的拓扑优化
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汽车控制臂的拓扑优化
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大化第一阶模态频率的拓扑优化
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基于拔模方向的拓扑优化
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焊点的拓扑优化
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使用模式重复的拓扑优化
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在拓扑优化中持续施加的对称和拉伸方向的约束
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基于DMIG的模型拓扑优化
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应力约束下挂钩的拓扑优化
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挤压约束下的拓扑优化
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矩形板频响分析的拓扑优化
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使用等效静态载荷方法的多体动力学模型的拓扑优化
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Topography Optimization
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扭转载荷作用下平板的形貌优化
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含附加质量的L型支架的形貌优化
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使用OS Smooth提取L型支架的形貌优化结果
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瞬态响应的形貌优化
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Size Optimization
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导轨接头的尺寸优化
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焊接支架的尺寸优化
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自行车车架的复合材料优化
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1D梁单元截面和2D网格厚度的尺寸优化
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焊接支架的离散化尺寸优化
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飞机平尾的结构优化
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飞机机翼翼肋的自由尺寸优化
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1D梁单元的尺寸优化
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在复合材料结构自由尺寸优化中使用制造约束，优化铺层角度、顺序和形状
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使用HyperMath调用外部响应的尺寸优化
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Shape Optimization
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悬臂梁的形状优化
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L型悬臂梁的形状优化
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3D支架模型的自由形状优化，小化应力
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线性和屈曲分析的形状和尺寸联合优化
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导轨接头的形状优化
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四连杆机构的形状优化（多体动力学等效静态分析的形状优化）
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压缩机支架的自由形状优化,使用制造约束的三维模型自由形状优化
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扭转控制臂的疲劳优化
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全局搜索优化
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铝鳍的热应力形状优化
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总部李老师