105 Altair Inspire仿真驱动产品设计_v2023

$572M

2022 财年收入

74

在 27 个国家设有办事处

13,000+

全球客户

3,000+

工程师，科学家以及创意家

150+

ALTAIR 及合作伙伴软件产品

HyperMesh

HyperView

HyperGraph

HyperWorks

建模和可视化

MotionView

物理求解器

OptiStruct

HyperStudy

Radioss

AcuSolve

Feko + WRAP

MotionSolve

HyperLife

PollEX

Multiscale Designer

ultraFluidX

nanoFluidX

EDEM

仿真驱动设计

Inspire

Activate

Compose

Embed

Inspire Form

Inspire Extrude

Inspire Cast

SimSolid

Inspire Mold

Inspire Studio

Inspire Polyform

ESAComp

Flow Simulator

Flux Motor

HyperCrash

Inspire Print3D

Inspire R ender

SEAM

专业方案包

Weight Analytics

Virtual Wind Tunnel

SnRD

NVHD

VGD

GeoD

SimLab

通过 Altair 合作伙伴联盟可获得超过 150 款应用软件

Inspire 基本介绍

Inspire 结构优化方法

多体运动仿真优化

流体仿真

制造工艺仿真 ——Print3D

渲染

案例展示

Inspire 基本介绍

A ltair Inspire 能够使 机械设计师 , 产品设计师 甚至 建筑设计师 更快更方便地创建和探究 结构的合理性 和 有效的概念设计。

Inspire 特点 :

更快

更智能

更轻

在同一个平台实现概念设计和仿真

简单易学

快速生成设计结果

方便对接后续的设计生产

结构优化

隐式建模 ( 晶格 )

实时材质渲染

格栅优化

静力学分析

几何

分析运动

流体仿真

优化运动部件

铸造

冲压

注塑

挤压

PU 发泡

增材

（ SLM/BJ ）

高度集成的 Altair 仿真解决方案、设计出高性能且可制造的产品

独立界面

导入接口

O ptistruct （ fem ）

Inspire Studio

ACIS

CATIA (V4 & V5)

ProE /Creo

SolidWorks

UG/NX

系统支持

Windows10 （ 64 位）

硬件配置

8 GB 至少 4 GB 内存（推荐 32 GB）

15 GB 10 GB 或更大的空余硬盘空间

仅支持 AMD 和 NVIDIA 独立显卡，（不支持 Intel 集成显卡）

结果导出接口

Parasolid

STEP

IGES

STL

ACIS

VRML

OBJ

Inspire 能够方便地与你现有的工具对接

Parasolid

STEP

IGES

STL

OBJ

……

Inspire 结构优化方法

什么是拓扑优化？

在给定负载和边界条件的情况下找到设计空间中最佳的材料分布方式。

从而 创建具有最小质量和最大刚度的结构。

一开始就考虑优化设计从而使产品尽快投入市场

产品定义

强度校核

强度分析

设置边界条件

建立模型

生成优化结果

几何重构

定义设计空间和形状控制

工艺仿真

设计迭代

仿真驱动设计的工作流程

获取边界条件

定义设计空间

考虑制造形状约束

几何重构 + 设计迭代

无制造限制的优化

交付生产

制造模拟仿真

性能校验

制造可行性 – 孔隙率检查

初始仿真分析

减重 30%

从草图开始的设计

几何建模

改进原有的设计

模型简化

其他优化方法

1. 减震和降噪性能好；

2. 表面积大，热交换性能优秀；

3. 轻量化与强度做取舍

点阵结构与拓扑优化结合

点阵结构可以使用更少的材料来改善性能

点阵 lattice 仿真

通用晶格仿真：

SimSolid 无网格求解（ inspire 内切换求解器）

SimSolid 独立软件求解

适用于实体，网格文件

栅格优化仿真：

优化完成自带仿真结果

适用于实体文件

栅格优化与拓扑优化相结合

特点 :

边界条件现在可以应用于网格特征。

价值 :

这允许用户将边界条件应用于 STL 模型中的网格零件 ，并调用 SimSolid 求解器运行分析。 此外，还会计算网格或混合 CAD/ 网格模型的接触。

Altair 合作伙伴联盟 APA

Materialise3-Matic

适用压铸方向

生成筋条分布结构从而实现形貌优化

不增加质量的情况下获得最大刚度

最大化模型频率

优化设计空间的厚度

能够独立运行优化或者与形貌优化实现共同优化

深入了解产品的性能

了解哪些属性对其行为贡献最大

View Trade-offs without additional solver runs

查看、绘制和比较多次运行的结果

找到最佳设计

快速简便的评估设置

逐步工作流程

在图形区定义变量和响应

变量查看

支持 SimSolid & OptiStruct 求解器

设计变量敏感度直接体现在模型上

提供多次结构仿真运行的（优化和 DOE ）设置、执行和结果查看工作流程。每次运行中变更输入变量的取值，衡量模型指定输出结果的变化。

NeW 隐式建模 INSPIRE 2023 COMING!

修改曲面来定义单元晶胞

在各个方向上对单元晶胞执行阵列复制

传统 CAD 曲面和晶格设计

方法 1

这种方法可以非常便捷地创建有机图形和不规则形状。而且执行修改的时候计算量小，反应快速。

隐式建模 – 晶格设计

方法 2

隐式曲面建模：

不告诉你哪些点在这个要表示的曲面上，只告诉你在这个曲面上的点应该满足什么样的关系。

即满足公式：  f( x,y,z )=0

该区域不关心复杂的拓扑，消除了创建分支结构的大部分困难

整个晶格是一个单一的表面，无需管理晶胞之间的接口

非常适合在 GPU 上进行计算和光线追踪以增强渲染

忘掉复杂的拓扑

强大的

计算效率高







这种方法的优点

改善骨整合
针对特定患者
加速患者康复

减少装配
多功能（结构）
减小尺寸
适合具有挑战性的包络结构
参数化定制

定制化
轻量化
提高产品性能
造型美观

医疗与牙科

植入物、器械

传热

散热器

体育用品

缓冲、零部件

缩短周期时间
均匀冷却
更换更快
提高质量

工装和夹具

随形冷却

复杂机械和装配体运动仿真。

自动定义接触和铰接。

能够进行动力学部件分析和优化。

SIMSOLID 无网格分析

Structural Analysis with SimSolid

393

parts

10

modes

2

min solve

First 5 free-free modes

<1

min solve

流体流动系统的快速评估

基于有限体积体素的新型快速准确 CFD 求解器

解决 方案
稳态，单相
层流和湍流
流体中的传热
基本边界条件

求解技术
有限体积浸没边界法
精确的湍流壁功能
英伟达显卡支持
多线程 CPU 支持

使用 Inspire 参数化几何体轻松创建或编辑实体域和流体域

自动创建流体域

轻松设置进出口。 只需点击一下即可

压力、速度和温度结果

轮廓、流线和矢量显示

时间和迭代相关量的 XY 图

单流体、稳定、内部流动的组件级仿真

阀门和流量控制组件

材料加工设备

歧管、管道等

制造工艺仿真 PRINT-3D

Print3D 功能 ：

SLM 仿真引导工作流程：

粉末床熔融（ SLM ）工艺 的 打印 ， 冷却 ， 切割 和 回弹 过程模拟。

粘结剂烧结（ Binder Jetting ）工艺的 烧结，脱脂，冷却，收缩 的过程模拟。

Inspire Print3D 功能介绍

Print3D 丰富的参数设置

可选的材料

可自定义材料

可选的零件自动放置方式

修改支撑参数

可指定零件为支撑

实际测量结果

3D 打印制造模拟仿真的意义：

固有应变校准

固有应变仿真设置

SLM 结果分析浏览器

其他：动画录制、显示设置、数据明细等

分析结果：

位移

米塞斯等效应力

碰撞距离

层移动

故障指数

边算边看结果提前识别缺陷，显着减少计算时间

非常快速地识别缺陷。

例如 大变形 ， 断裂 ，并通过更改过程和设计来帮助及早减少缺陷

线性求解计算

粘结剂喷射打印

工艺图示

补偿后零件

最终实际零件

脱脂

烧结

零件热处理补偿（ green part ）
用于烧结过程中的收缩补偿

去除粘合剂（脱脂）
使用溶剂、催化剂或 热源

在烧结炉中进行热处理
增加零件强度和材料致密度

收缩

热补偿

烧结 – 脱脂工艺 – 各阶段的温度变化曲线

仿真得到零件烧结收缩塌陷的变形预测，对应设计摆放支撑方案

降低制造成本

缩短设计周期

设计最佳零件

在 打印 前尽量减少零件支撑，纠正零件变形和 刮刀碰撞等风险

从生成性设计到可制造性评估的单一，简单，快速和精确的环境

运用 先进的 固有应变法 ，为SLM工艺创造最佳性能设计

工况提取

融合建模

PolyNURBS

打印仿真

实际打印

工艺准备

位置摆放

支撑设计

功能计划

最初在 Inspire 中可用，但最终可在所有 Altair Unity 应用程序中使用

易于使用，直观

简化的用户界面

新东西

快速、高效、可拓展

通过利用最新 GPU 和图形 （ Vulkan ） 技术的流畅图形支持更大的模型

支持批量的 CPU 渲染

丰富的图形库

丰富的支持自定义的材质、纹理、环境库

强大的技术基础

现代渲染管线 – 针对 Altair 的技术可视化需求量身定制
紧密集成计算 / 可视化 GPU 渲染
适用于隐式建模，未来支持 Inspire 流体

优化案例分享

LPBF

电驱

车身框架重 6kg

“ 机翼扰流板通过 Altair Inspire 进行拓扑优化及强度仿真，设计符合扰流板的刚、强度要求，并实现减重 57.71% 。 ”

中国商飞 上海飞机设计研究院

第一届中国商飞 3D 打印结构优化设计大赛 二等奖

商飞扰流板优化设计

构建设计空间

根据 Inspire 优化结果设计新零件

工程师根据经验得来的设计

重量没有变化

新设计刚度大幅提升，且降低 74% 最大位移

“凭借 HyperWorks ，我们拥有强大的工具，为我们的所有项目提供了一种非常有效的工作方式。特别是 Inspire 、 OptiStruct 、 HyperMesh 和 HyperView 基本上每天都在使用，帮助我们为我们的设计找到最佳解决方案。”

Matthieu Deloubes ,

SOGECLAIR 航空航天创新部项目负责人

减重 30%

优化并增材制造航空替换零部件

重量减轻约 15%

疲劳寿命提高 3 倍

12 个零件组整合为 1 个零件

原始设计

拓扑优化方案

最终设计 : 减重 55%

大幅提高工作流程效率

新设计减重 23.5% ，且刚度不变

Inspire 结合增材制造，大大减少对可制造形状的限制

活塞设计空间

Inspire 优化结果

Inspire+ 钛金属增材制造生产的零件

大幅缩短开发周期

减重效果明显

Altair Inspire

辅助设计摩托底盘部件

减重 35-40%

斯堪尼亚（ SCANIA ）

将仿真驱动设计理念融入设计流程

Inspire 设计新零件

减重 30% ！

开发周期加速 3 倍！

原始零件

在 Inspire 中进行优化

经过 Inspire 优化设计后的新零件

Inspire 高校用户