GENESIS结构优化设计仿真软件

2016-11-03  by:CAE仿真在线  来源:互联网

产品介绍

GENESIS是一个全面集成的有限元分析和优化设计的仿真软件。分析功能包括:静态分析、正规模态分析、直接/模态频率分析、随机响应分析、热传递分析和系统屈曲分析等线性及非线性分析。

其设计优化基于高级近似概念方法,从而快速可靠的获得最优的设计。优化算法使用VR&D的著名优化软件工具DOT和BIGDOT。优化设计功能包括拓扑优化、形状优化、尺寸优化、形貌优化、自由尺寸优化和自由形状优化。

软件特点

• 快速、可靠、准确的有限元分析

• GENESIS只需较少的计算循环即可提供改进的设计

• 设计初期的拓扑优化

• 详细设计阶段的形状、尺寸、自由尺寸、形貌和自由形状优化

• SMS特征值求解器的求解速度是传统Lanczos方法的2-10倍。SMS能够求解超过2000万自由度的问题。

• BIGDOT可以求解超过300万个设计变量的优化问题。例如BIGDOT被用于求解超过300万个设计变量的拓扑优化问题。而设计变量的个数还在与日俱增。

功能描述

分析功能

GENESIS支持的分析类型:线性静态 、非线性接触、惯性释放、模态分析、屈曲分析、频率响应分析、随机分析、热传递、敏度分析等。

优化功能

拓扑优化设计

拓扑优化设计旨在寻找材料在给定空间内的最优分布,从而提高产品性能。典型的拓扑优化常被应用于产品设计的早期阶段,即概念设计阶段。

尺寸优化设计

尺寸优化设计是以单元的尺寸为设计变量,来得到最佳的单元尺寸,从而提高结构性能。

自由尺寸优化设计

自由尺寸优化设计是将每个单元的尺寸都作为独立的设计变量,来得到最佳的单元尺寸分布,从而提高结构性能。

形状优化设计

形状优化设计是以节点的位置为设计变量,通过改变节点位置以寻找最佳结构形状,提高结构性能。

形貌优化设计

形貌优化设计是形状设计的一种特殊形式,它允许节点沿着所选面的法向移动,从而得到不同的形貌。典型的形貌优化通常被用来生成加强肋,从而来提高设计性能。

自由形状优化设计

自由形状优化设计也是形状设计的一种特殊形式,其目的是在设计者很少的干预下增加设计的自由性,产品的形状变化是自由的,从而来寻找最佳形状,提高设计性能。

混合优化设计

拓扑优化可以与尺寸优化,形貌优化,自由形状优化,自由尺寸优化,形状优化联合应用,从而实现混合优化的功能。

制造约束

允许设计者在产品设计时考虑制造工艺,包括铸造、挤压、冲压、均匀分布、径向分布、轮辐形式、对称模式、最大最小特征尺寸。

子模块

前后处理Design studio for GENESIS

Design Studio for GENESIS是一款应对于GENESIS的设计主导的前后处理图形界面。Design Studio 允许用户显示有限元模型并方便的生成GENESIS的设计数据,并可以显示分析结果和优化结果。

GSAM

GENESIS Structural Optimization for ANSYS Mechanical 将GENESIS的拓扑优化、形貌优化、自由形状优化、尺寸优化和自由尺寸优化功能集成到ANSYS workbench环境中。设计者可以在一个可靠、鲁棒且易于应用的界面下自动的获取创新设计。

完全的ANSYS Workbench界面及操作风格

GSAM将拓扑优化、形貌优化、自由形状优化、尺寸优化和自由尺寸优化功能集成到ANSYS环境当中,与Workbench的诸多分析模块一起,紧密的集成在Workbench上,可以在Project Schematic视窗中创建GENESIS结构优化分析并管理。GSAM与ANSYS Mechanical高度集成,通过共享模型数据来将GENESIS分析系统添加到ANSYS Workbench当中,在ANSYS Mechanical中通过结构优化工具条定义结构优化数据,并进行求解后处理。

结构优化功能

• 拓扑优化

• 形貌优化

• 自由形状优化

• 基于Domains的形状优化(通过Design Studio连接)

• 尺寸优化

• 自由尺寸优化

• 以上功能的混合优化

支持多种ANSYS分析类型

GSAM结构优化分析支持ANSYS的多种分析类型,包括静力分析(线性和非线性)、模态分析、频率响应分析、屈曲分析、随机振动分析、非线性接触分析、瞬态动力分析等。GSAM均可以和workbench中的以上分析模块建立无缝连接,此外GSAM还可以支持多步分析系统和多工况分析。

优化结果导出

GSAM允许用户将优化得到的新结构形式以STL或IGES格式导出,可以应用于新的分析过程。

ESLDYNA

ESLDYNA是以GENESIS为结构优化工具,并基于等效静载方法来执行非线性有限元分析的优化问题的。ESLDYNA取GENESIS一个线性结构优化程序的优点,来求解基于非线性有限元分析的响应的大规模优化问题。它还能够减少设计时间,在5到10步非线性分析中识别高性能的设计。

Vanderplaats Research & Development,Inc.(VR&D) 提供的ESLDYNA是以Livermore Software Technology Corporation 的产品LS-DYNA来进行非线性分析的。GENESIS中优化设计技术的大部分都能够应用到非线性模型的设计。应用LS-DYNA输入文件的非线性分析,多种载荷条件下的优化结果都能够同时得到。设计前后处理器DESIGN STUDIO提供了易于应用的界面,可以无缝集成GENESIS和LS-DYNA。

典型应用

汽车防滚架拓扑优化设计

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