Altair HyperWorks 在建筑工程领域的应用

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建筑

我们一直在竭尽全力进行简化和自动化，以期为客户带来超凡的用户体验，在此过程中，我们遇到了可构造性、成本优化、设计效率、从专有程序到行业标准格式的数据转换、以及对复杂结构的设计、有限元分析、外立面工程等诸多挑战。

帮助 ARUP 进行 CFD 建模在这段视频中，Arup NY 的幕墙工程师 Caroline Lama 介绍了如何采用 HyperMesh 为此颇具挑战性的几何结构开发有效的网格划分方案。

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结构创新日渐兴起 Skidmore, Owings & Merrill 建造出具有独特形状和审美价值的建筑，结构优化技术发挥了重要作用。 View the Case Study

概述联系我们

Altair Engineering 及其尖端的仿真工具 HyperWorks 帮助全球的建筑工程与建造公司应对行业特定的各种挑战，从而使 Altair 的客户始终保持竞争优势。

如今，建筑业各种新标准的要求越来越苛刻，而构建新形状、采用新材料等使得兼顾效率和审美价值变得更加困难。

Altair HyperWorks 的高端仿真工具能够缩短设计时间，并且获得出色的效果。

利用 HyperMesh 完成市场领先且快速、准确的有限元建模：借助行业领先的建模工具来加速从 CAD 到 FEM 的创建过程。
利用 OptiStruct 和 HyperStudy 进行结构优化：在创建轻量化结构的同时证实了复杂结构的可行性，从而利用此项备受好评的优化技术缩短设计时间，降低设计成本。
采用 OptiStruct 和 RADIOSS 进行结构验证：采用 HyperXtrude 和 HyperForm 中符合行业标准的集成求解器以及全面的挤压模具设计和金属钣金成型仿真准确、快速并可靠地对设计进行验证。
利用 solidThinking Inspire 实现承重结构预测和结构形状查找：在设计初期采用拓扑优化缩短开发时间。
借助 AcuSolve 进行风洞仿真和计算流体动力学：能够以卓越的可靠性、速度和准确度预测风载荷、流场和温度场分布、太阳能载荷和辐射效应。
借助 HyperWorks 实现软件集成、脚本编程和智能接口功能：可极大地提高生产效率和产品质量，从而实现重复建模和处理任务的自动化和标准化。

“当我第一次接触到 Inspire 这款软件的时候，我就意识到它能够带来巨大机遇。利用这款软件，我能够将重心放在工程设计上，从而呈现真正富有想象力的工程设计和建筑项目。”

–Peter Macapia, 建筑师兼教授

普拉特学院（Pratt Institute）

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图库

Skidmore, Owings and Merrill, LLP 利用计算机仿真优化建筑设计。

Skidmore, Owings and Merrill, LLP 利用计算机仿真优化建筑设计。为确定内部龙骨（左）和表面承重结构（右）而进行结构优化使用 solidThinking Inspire 进行横梁优化的示例。预测体育场的承重结构优化自由式房屋的结构使用 OptiStruct 进行屋顶优化的结果（丹麦奥胡斯建筑学院）优化人行天桥的管状结构优化结构外观

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有限元建模

通过 CAD 生成结构性 FE 模型的时间缩短达 50%。

快速创建、修复和清理几何图形。
中面生成实用工具、焊接、连接件和自动化例程。
自动提取、拉伸、修剪和拼合复杂结构表面。
快速优化粗略的全局模型从而构建更为精细的模型，以进行结构分析。
采用 BatchMesher 自动生成 1D、2D 和 3D 模型网格。
与 CATIA、NX、SolidWorks、Pro-Engineer 等所有主流 CAD 软件包有直接接口。
多求解器集成，HyperMesh 能够直接接口或通过中间文件接口所有主流的土木工程求解器，其中包括 Altair OptiStruct、Nastran、Abaqus、Ansys、Straus7、Strand7、SAP2000、Etabs、MIDAS IT、Sofistick 和 GSA 等。
用户可利用 HyperMorph 的网格处理功能对模型进行创新性修改，从快速拉伸任一有限元网格同时尽可能减少网格变形。
采用有限元方法进行地质学结构建模。描述并预测建筑施工对地层和断裂带等岩层构造的影响。

结构预测

承重结构预测和结构形状查找

直接从建筑设计阶段预测结构形状，既可保持建筑的美学品质，又可控制成本，避免预算超支。

越来越多的 AEC 公司逐渐采用 Altair HyperWorks 来预测有效的结构形态。

借助拓扑优化激发新结构的设计灵感，并通过最新的有限元分析对载荷进行验证。

复杂的建筑和自由形态结构

采用 solidThinking Inspire作为概念设计工具来预测复杂形状的载荷路径。

结构形状查找

采用拓扑优化作为概念设计工具，开发并交付用于定义创新型建筑语言的独特结构。

在满足严格的几何形状和边界条件的同时，快速优化结构部件。

结构优化

实现可行的轻量化设计，同时降低成本，缩短设计时间。

OptiStruct 是一款备受赞誉的集成式结构分析和优化工具。

HyperStudy 是一款独立于求解器的设计开发、研究和优化工具。

借助 OptiStruct 和 HyperStudy，工程师能够：

准确预测承重结构
定义结构载荷路径
根据地方法规确定横梁尺寸
与主流的土木工程工具进行交互操作
借助尺寸和形状优化，对整个结构中的钢板厚度和加筋板尺寸自动进行优化
采用备受赞誉的优化技术最大程度地提高强度、刚度、模式和温度场分布，同时降低设计成本
通过优化稳定性和空气动力学参数来提高性能
应用并结合使用 3 种优化技术对结构进行设计并对结果进行优化：

尺寸和形状优化
尺寸优化通过完善截面的最佳轮廓对当前结构模型进行优化。在提高性能并减轻结构重量的同时，模型的整体形状将保持不变。
在满足给定边界条件的前提下，找到横梁截面的最佳曲率。

拓扑优化
预测您所构造的独特建筑在多种载荷工况条件下的结构载荷路径，并在 3d 域中优化材料分布，找到满足您需求的最佳设计。

拓扑优化
优化钢板等结构可以增强刚度等结构性能并能最大程度地降低局部应力，找到放置结构肋材和加固板的最佳载荷路径。

结构验证

采用符合行业标准的集成求解器准确、快速并可靠地对设计进行验证。

OptiStruct 是一款久经行业验证的现代结构分析求解器，可在静态和动态载荷条件下，解决线性和非线性的结构问题。它是市场领先的结构设计和优化解决方案。

RADIOSS 是一款领先的结构分析求解器，用于在动态载荷条件下解决高度非线性结构问题。

OptiStruct 和 RADIOSS 能够解决各类结构设计难题，包括但不限于：

对钢混结构的应力、强度和刚度进行分析。
通过反应谱或时间分析确定地震载荷、风效应、振动和冲击。
此类冲击（贯穿或未贯穿）的极限载荷，爆炸对抗破坏性的影响及碎片抛射。

HyperXtrude 为金属挤压、聚合物挤压、坯料锻造、搅拌摩擦焊、金属轧制和树脂传递成型等工艺提供了出色的具有良好定制性的仿真解决方案。HyperXtrude 可准确地对制造流程中的物料流动和热传递进行仿真，有助于用户大幅缩短模具设计时间并减少成本高昂的试模次数。它具有各种各样的功能，可为从车间工程师、分析师到研究人员等各级别用户带来价值和帮助。HyperXtrude 适用的材质：铝、铜、铅、聚合物、膏体和陶瓷。

HyperForm 是一款完备的基于 FE 的板材成型仿真架构，可用于冲压工艺、板材成型、坯料成本分析、精准的坯料形状预测，它具有直观的嵌套界面，用于快速实现一步分析的反算求解器，是一款基于 NURBS 曲面的参数化模具开发工具。