Altair® OptiStruct®の適用分野
OptiStructのトポロジー最適化技術は、20年以上にわたって、私たちの身の回りにある様々な製品の軽量化と構造的に効率の良い設計を推進してきました。 トポロジー最適化が、定義した設計空間、性能目標、製造上の制約条件に基づいて、最適な設計案を生成します。 薄肉構造、ビード、またはスエージの場合、OptiStructのトポグラフィー最適化は、最適なパネル剛性または周波数応答のためのパターンと位置を生成します。 OptiStructのフリー寸法最適化は、テーラードブランクの位置を特定し、積層複合材の最適な積層形状を特定するために使用されます。 マルチモデル、マルチマテリアル、フェールセーフ最適化などの高度な機能が、最適化の分野でOptiStructのリーダーシップを広めます。
OptiStructの詳細
デザインを洗練させるための最適化
材料特性、断面寸法、板厚などの最適なモデルパラメータは、OptiStructの寸法最適化で求めることができます。 OptiStructの形状最適化では、Altair® HyperWorks®のモーフィング機能で生成された形状変数を使用して、既存の設計を改善します。 OptiStructのフリー形状最適化は、アルテアが独自に開発したノンパラメトリックな形状最適化技術です。 設計領域を定義するだけで形状変数を自動的に生成し、最適な形状を求めます。 フリー形状最適化は、設計上の改善余地が大きくなるだけでなく、高い応力集中を減少させることに非常に効果的です。
先進の材料および製造法
積層複合材の設計と最適化のためのOptiStructの独自プロセスは3つの手順で構成され、最適な積層形状、積層数、積層順序を実現します。 このプロセスでは、積層をベースにした設計を高速化するために、積層の落ち込みなどの複合材製造上の制約を考慮しています。 積層造形 （AM） はトポロジー最適化に最適です。OptiStructは、AMに特化した製造制約を提供します。 極端な軽量化、熱性能、あるいはバイオメディカル用途でラティス構造が必要な場合に、OptiStructはトポロジー最適化に基づく設計に役立つユニークなツールです。
振動・音響解析
OptiStructの構造解析は、固有値解析、周波数応答（直接法/モーダル法）、過渡応答（直接法/モーダル法）、ランダム応答、応答スペクトル、放射音解析、ローターダイナミクスに対応しています。 高度な騒音・振動解析機能では、ワンステップTPA （伝達経路解析）、パワーフロー解析、モデル縮退 （CMSおよびCDSスーパーエレメント）、感度解析、設計指標としてのERP （等価放射パワー） などを使用できます。 OptiStructソルバーには、数百万の自由度で数千モードの計算が高速で行える自動マルチレベルサブストラクチャリング固有値ソルバー （automated multilevel sub-structuring eigen solver: AMSES） 、および代替となる高速モード解法FASTFR （OptiStruct FAST Frequency Response） が含まれます。
非線形事象と材料
OptiStructは、陰解法と陽解法の両方を用いて、微小変位・大変位、材料非線形性、高度な接触のシミュレーションなどの包括的な非線形問題を解決します。 従来の非線形陰解法コードユーザーが待ち望んだ機能を搭載した、最新のソルバーを実装しました。 OptiStructは、ゴムをはじめとする超弾性材料の非線形弾性をモデル化するほか、弾塑性、ガスケット、粘弾性、クリープ、およびユーザー定義の材料をモデル化します。 すべり接触での摩擦、周波数依存性、多孔質弾性材料の特性もサポートしています。 OptiStructによる非線形結果を用いた初期荷重負荷座屈、ポスト座屈の静解析および過渡解析、また、単一のモデルを用いて複数分野（強度、振動、疲労）の解析および最適化することにより、ワークフローを合理化します。
疲労と耐久性
OptiStructは、一軸・多軸負荷による応力-寿命、ひずみ-寿命疲労解析に加えて、疲労制約を伴うトポロジー、トポグラフィー、寸法、形状の最適化が可能です。 HyperWorks®は、Altair® Material Data Center™のサポートにより、広範な産業用アプリケーションにおける静的および過渡的な荷重下での疲労寿命予測のための使いやすいワークフローを提供します。 特殊な振動方法としては、正弦波掃引やランダム振動疲労などがあります。 OptiStructを用いた単一モデルによる複数属性の解析・最適化のワークフローは、計算時間を短縮し、複数のモデルを作成する無駄な作業やモデル変換の手間を省き、属性モデル間のモデリングの不整合を取り除くことで、設計反復を迅速に検討できます。
マルチフィジックス
OptiStructは、ワンステップの過渡熱応力解析を含む、熱的特性と力学的特性の両方の物理を単一のシミュレーションで解くことができるため、 線形・非線形の定常解析、線形過渡解析、接触ベースの熱解析のいずれを必要とする場合でも、実世界の条件下で部品がどのように動作するかを理解できます。 また、OptiStructは、荷重抽出や等価静荷重法 （ESLM） による荷重推定などの動解析および運動学解析ソリューションを提供し、システムレベルのマルチボディダイナミックモデルの最適化や、弾性体と剛体の同時最適化を可能にします。 流体-構造連成 （振動-音響） 解析や熱-機械連成解析により、詳細なシミュレーションが可能になりました。 構造ソルバーOptiStructは、Altair CFDソルバーと連動して、実用的なFSI、熱的FSI、単方向または双方向の結合である双方向連成FSIを行います。 同様に、OptiStructは、Altair® Flux®やAltair® Feko®などの電磁界解析ソルバーとも単方向に連成します。
