20 多年以来，Altair 一直是优化设计软件的首要供应商，为各大******制造商的设计流程提供助力。HyperWork 凭借完整的优化技术为用户提供设计指导，范围包括构思、概念设计、具体工程设计，以及多学科和系统优化。

HyperWorks 为跨学科产品设计周期的概念设计和设计微调阶段提供优化技术。 OptiStruct 是一款备受赞誉的集成分析和优化产品，具有针对结构的理念设计和设计微调功能。HyperStudy 是一种不依赖于求解器的设计开发、研究和优化产品，可与第三方求解器配合使用。

概念设计

在概念设计阶段，产品的设计具有******的灵活性。为此，在此阶段应该采用以驱动设计概念为目标的方法。这样做的目的是，可以******程度获得更出色高效，更轻巧新颖的设计。

OptiStruct 中，针对概念设计采用下列优化方法：

拓扑优化

OptiStruct 的设计合成技术使用拓扑优化方法，产生创新的概念设计方案。OptiStruct 基于用户定义的设计空间、设计目标和生产工艺参数，针对******效的材料设计布局生成******设计方案。

形貌优化

对于薄壁结构，经常使用焊珠和异径管来加固系统。对于给定的可接受焊珠尺寸，OptiStruct 的形貌优化技术通过将******的焊珠模式用于加固可以生成创新设计方案。

可调尺寸优化

可调尺寸优化广泛应用于在机器加工的金属结构中寻找***优的厚度分布以及在成层材料中识别***优的铺层形状。每个材料层中的单元厚度是可调尺寸优化中的一个设计变量，可以生成符合设计要求的******厚度分布。可调尺寸优化用于 OptiStruct 复合设计的概念设计阶段，用于确定***优铺层形状和减层区域的优化过程。

增材制造设计

增材制造在制造业引起了极大的轰动。3D 打印无以伦比的灵活性可以创造出其他传统方法如，冲压或铸造无法生产的复杂几何体。这为设计师开发复杂、多功能的设计带来了******的机遇。

Altair 拥有超过 20 年的技术和服务优化经验，在将这些知识应用于增材制造方面拥有************的地位。我们认为拓扑优化和增材制造是很好的共生体系，两种技术在各自的领域拥有相似的理念。

要利用制造灵活性，要重新考虑设计方法。拓扑优化打破了传统的制造限制（例如对于铸造或冲压零件），OptiStruct 可以更灵活地进行高效的设计，同时可以节省大量成本。对拓扑方法更直观的解释是，通过 3D 打印实现构建复杂结构的生产灵活性。

3D 打印所独有的特征是打印网格结构。网格结构提供许多令人满意的特点，例如重量轻，更好的热性能。由于其多孔的性质和其具有促进组织与小梁结构结合的能力，网格结构在生物医药领域的植入体中有着******令人满意的性能。OptiStruct 根据拓扑优化，对设计网格结构具有独特的解决方案。在拓扑优化阶段后，可以对网格梁进行大规模的尺寸优化研究，同时结合性能目标的细节，例如应力、屈曲、位移和频率。

设计微调

当设计变化只限于尺寸（高度、长度、半径、厚度）和模型参数（材料性质、载荷）时，可以使用设计微调功能。参数化的实现取决于参数类型，即，如果参数是输入层面的数值（如厚度），您可以使用尺寸优化；如果参数无对应值但是需要对模型进行修改，如有限元模型中的半径，您可以使用形状优化。

HyperWorks 提供多种方式以提高效率，同时对这些研究进行设置并确保从研究中获得******结果。形状优化HyperMesh 的变形技术，HyperMorph创造出来的形状变量可以优化现有的设计，实现形状优化。这些形状随后可以被 OptiStruct 或HyperStudy 应用，对设计进行优化和升级，在无需以 CAD 数据为基础的情况下可以轻松的提出设计的修改方案。

非参数的形状优化

OptiStruct 的专利技术自动生成形状变量并且依据设计要求确定******形状轮廓。从而，用户无需定义形状变量，并可以在设计改进方面更具灵活性。自由形状优化在减少高应力集中方面非常有效。

尺寸优化

尺寸优化找到******的模型参数，例如材料性能、横截面尺寸和厚度。对于 OptiStruct 和 HyperStudy 的模型参数化，可在 HyperMesh 环境内轻松地进行设置。HyperStudy 也可以对任意 ASCII 输入文件进行参数化。

设计复合层压制品

OptiStruct 的基于铺层的建模方法极大简化了复合层压制品的建模，可以实现对铺层束和铺层顺序进行优化。铺层束是相同形状或布局的板层组。通过优化束厚度，可以确定每个材料的***优板层数或纤维方向。OptiStruct 在整个优化过程中也考虑生产要求和铺层手册规则，以实现实际的设计。

多学科设计优化

工程应用的设计需要涵盖应用的几个不同方面，例如，成本、结构性能、耐久性、可制造性、流动效率。其中每个方面通常由相应的专家团队负责。这些专家团队只考虑他们的学科，几乎不考虑考虑其他学科的因素。这会导致在其他学科产生很大妥协，并需要对设计不断进行协调。将基于不同学科的每种设计进行融合和协调需要消耗很多资源，通过使用多学科优化可以避免。

多学科优化是一种包含所有涉及学科的优化方法。在一个研究中使用来自每一学科的模型，每一学科可能使用不同的仿真工具（求解器）。来自这些学科的模型共享某些设计变量，而且在研究过程中这些变量彼此相关联。

作为一个高效应对多学科研究的软件工具，需要能够和许多求解器进行通信。它也需要有直观的用户界面，便于建立此类复杂研究。

HyperStudys 开放式架构，可以在多学科的设计研究中轻松集成多个求解器。HyperStudys 直接与HyperMesh 和 MotionView 集成，可以实现对于有限元、多体和流体动力学求解器输入数据的直接参数化。HyperStudy 直接从主流的求解器中读取结果数据，例如OptiStruct、RADIOSS、AcuSolve、MotionSolve、FEKO、Abaqus、Ansys、Fluent、Star-CD、Nastran、Excel 等。

多模型优化 (MMO) 被应用于 OptiStruct ，提供了一个框架，可以在一次运行中同时优化多个不同的 OptiStruct 模型。不同的模型共享一些共同的设计变量，现有的 OptiStruct 模型无需修改即可使用。可以建立一项 MMO 研究，包括：

·         同一模型的不同表示法，例如，针对耐久性的一个精细的网格，对比针对 NVH 的一个相对粗糙的网格

·         同一系统的多个配置，例如：在起飞、降落的飞机襟翼机构和飞行中的配置

·         用于不同车型的通用车辆平台；例如：分享同一平台的 SUV 和轿车

MMO 为多个变体和配置提供强大的优化方法，不会额外增加工程师的工作。为了******运行过程的效率，通过 MPI 并行化对 MMO 进行启动。

OptiStruct 可以使用优化过程中使用不同学科的响应，例如静态、屈曲、特征值分析、频率响应、随机响应、热机械、传热和声学的分析。此外，OptiStruct 对系统级优化、基于疲劳的概念设计和优化都有创新的方法。

稳健设计

典型的结构分析不会考虑经常发生的设计和运行环境变化，从而可能导致预期的产品性能出现偏差。根据具体应用，将这类偏差考虑在内可能会变得至关重要。如果设计经过优化后只能勉强满足设计要求，则对于工程师而言，对设计的******性进行评估并在必要时依据******性要求进行优化***变得非常重要。******的设计应确保设计安全，即使由于设计和运行环境发生变化导致设计性能出现偏差，也要如此。如果因设计和运行环境变化带来的设计性能偏差超出允许的偏差，则工程师必须重新寻找稳健的设计。稳健的设计是指性能偏差处于允许范围内的设计。

HyperStudy ******的优化和随机功能能够帮助用户采用抽样方法对设计的******性进行评估，并使用增强的顺序优化与******性分析 (SORA) 获得******而稳健的设计。对******性和稳健性进行评估和优化对计算的要求非常高。在 HyperStudy 中，由于采用 Altair 的专有采样和优化算法，采样方法和 SORA 方法的效率得以提高。

Ontonix 公司的 OntoNet 是一款复杂性和稳健性量化桌面工具，可帮助工程师衡量组件或系统的复杂性和稳健性。该工具能够处理蒙特卡罗仿真、DOE、优化或敏感性分析的结果，从而计算系统复杂性和稳健性的值。