產品 | GENESIS結構優化設計仿真軟件

2017-03-08 by:CAE仿真在線來源:互聯網

產品介紹

GENESIS是一個全面集成的有限元分析和優化設計的仿真軟件。分析功能包括:靜態分析、正規模態分析、直接/模態頻率分析、隨機響應分析、熱傳遞分析和系統屈曲分析等線性及非線性分析。

產品 | GENESIS結構優化設計仿真軟件ansys圖片1

其設計優化基于高級近似概念方法,從而快速可靠的獲得最優的設計。優化算法使用VR&D的著名優化軟件工具DOT和BIGDOT。優化設計功能包括拓撲優化、形狀優化、尺寸優化、形貌優化、自由尺寸優化和自由形狀優化。

軟件特點

快速、可靠、準確的有限元分析
GENESIS只需較少的計算循環即可提供改進的設計
設計初期的拓撲優化
詳細設計階段的形狀、尺寸、自由尺寸、形貌和自由形狀優化
SMS特征值求解器的求解速度是傳統Lanczos方法的2-10倍。SMS能夠求解超過2000萬自由度的問題。
BIGDOT可以求解超過300萬個設計變量的優化問題。例如BIGDOT被用于求解超過300萬個設計變量的拓撲優化問題。而設計變量的個數還在與日俱增。

功能描述

分析功能

GENESIS支持的分析類型:線性靜態、非線性接觸、慣性釋放、模態分析、屈曲分析、頻率響應分析、隨機分析、熱傳遞、敏度分析等。

優化功能

拓撲優化設計

拓撲優化設計旨在尋找材料在給定空間內的最優分布,從而提高產品性能。典型的拓撲優化常被應用于產品設計的早期階段,即概念設計階段。

尺寸優化設計

尺寸優化設計是以單元的尺寸為設計變量,來得到最佳的單元尺寸,從而提高結構性能。

自由尺寸優化設計

自由尺寸優化設計是將每個單元的尺寸都作為獨立的設計變量,來得到最佳的單元尺寸分布,從而提高結構性能。

形狀優化設計

形狀優化設計是以節點的位置為設計變量,通過改變節點位置以尋找最佳結構形狀,提高結構性能。

形貌優化設計

形貌優化設計是形狀設計的一種特殊形式,它允許節點沿著所選面的法向移動,從而得到不同的形貌。典型的形貌優化通常被用來生成加強肋,從而來提高設計性能。

自由形狀優化設計

自由形狀優化設計也是形狀設計的一種特殊形式,其目的是在設計者很少的干預下增加設計的自由性,產品的形狀變化是自由的,從而來尋找最佳形狀,提高設計性能。

混合優化設計

拓撲優化可以與尺寸優化,形貌優化,自由形狀優化,自由尺寸優化,形狀優化聯合應用,從而實現混合優化的功能。

制造約束

允許設計者在產品設計時考慮制造工藝,包括鑄造、擠壓、沖壓、均勻分布、徑向分布、輪輻形式、對稱模式、最大最小特征尺寸。

子模塊

前后處理Design studio for GENESIS

Design Studio for GENESIS是一款應對于GENESIS的設計主導的前后處理圖形界面。Design Studio 允許用戶顯示有限元模型并方便的生成GENESIS的設計數據,并可以顯示分析結果和優化結果。

GSAM

GENESIS Structural Optimization for ANSYS Mechanical 將GENESIS的拓撲優化、形貌優化、自由形狀優化、尺寸優化和自由尺寸優化功能集成到ANSYS workbench環境中。設計者可以在一個可靠、魯棒且易于應用的界面下自動的獲取創新設計。

完全的ANSYS Workbench界面及操作風格

GSAM將拓撲優化、形貌優化、自由形狀優化、尺寸優化和自由尺寸優化功能集成到ANSYS環境當中,與Workbench的諸多分析模塊一起,緊密的集成在Workbench上,可以在Project Schematic視窗中創建GENESIS結構優化分析并管理。GSAM與ANSYS Mechanical高度集成,通過共享模型數據來將GENESIS分析系統添加到ANSYS Workbench當中,在ANSYS Mechanical中通過結構優化工具條定義結構優化數據,并進行求解后處理。

結構優化功能

拓撲優化
形貌優化
自由形狀優化
基于Domains的形狀優化(通過Design Studio連接)
尺寸優化
自由尺寸優化
以上功能的混合優化

支持多種ANSYS分析類型

GSAM結構優化分析支持ANSYS的多種分析類型,包括靜力分析(線性和非線性)、模態分析、頻率響應分析、屈曲分析、隨機振動分析、非線性接觸分析、瞬態動力分析等。GSAM均可以和workbench中的以上分析模塊建立無縫連接,此外GSAM還可以支持多步分析系統和多工況分析。

優化結果導出

GSAM允許用戶將優化得到的新結構形式以STL或IGES格式導出,可以應用于新的分析過程。

ESLDYNA

ESLDYNA是以GENESIS為結構優化工具,并基于等效靜載方法來執行非線性有限元分析的優化問題的。ESLDYNA取GENESIS一個線性結構優化程序的優點,來求解基于非線性有限元分析的響應的大規模優化問題。它還能夠減少設計時間,在5到10步非線性分析中識別高性能的設計。

Vanderplaats Research & Development,Inc.(VR&D) 提供的ESLDYNA是以Livermore Software Technology Corporation 的產品LS-DYNA來進行非線性分析的。GENESIS中優化設計技術的大部分都能夠應用到非線性模型的設計。應用LS-DYNA輸入文件的非線性分析,多種載荷條件下的優化結果都能夠同時得到。設計前后處理器DESIGN STUDIO提供了易于應用的界面,可以無縫集成GENESIS和LS-DYNA。