HyperWorks 2017， 發(fā)布助力3D打印輕量化設(shè)計

輕量化結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢其實不難理解，而要實現(xiàn)輕量化，宏觀層面上可以通過采用輕質(zhì)材料，微觀層面上可以通過采用高強度結(jié)構(gòu)鋼這樣的材料使零件設(shè)計得更緊湊和小型化，有助于輕量化。而3D打印帶來了通過結(jié)構(gòu)設(shè)計層面上達到輕量化的可行性。具體來說，3D打印通過結(jié)構(gòu)設(shè)計層面實現(xiàn)輕量化的主要途徑有四種：中空夾層/薄壁加筋結(jié)構(gòu)、鏤空點陣結(jié)構(gòu)、一體化結(jié)構(gòu)實現(xiàn)、異形拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)構(gòu)。據(jù)南極熊了解，2017年4月17-27日，HyperWorks 2017 中國區(qū)發(fā)布會分別在深圳、北京、上海和西安成功舉行。共有來自汽車、航空航天、重型機械、船舶、電子、消費品、國防軍工等行業(yè)的工程師、設(shè)計師、技術(shù)主管、IT人士和相關(guān)專業(yè)的科研院校師生等500多人參會。

HyperWorks 2017針對基于模型的開發(fā)、電磁學(xué)、非線性結(jié)構(gòu)分析、建模和網(wǎng)格劃分、多物理場和多學(xué)科分析以及輕量化設(shè)計和優(yōu)化等領(lǐng)域添加了多項功能，進一步打造完整的創(chuàng)新仿真平臺。此外，Altair合作伙伴聯(lián)盟中新增了新的產(chǎn)品和工具，為用戶提供最新最龐大的工具集。HyperWorks2017將繼續(xù)幫助用戶設(shè)計和優(yōu)化性能卓越、輕質(zhì)高效的創(chuàng)新產(chǎn)品。

在本次發(fā)布會上，Altair 技術(shù)專家主要向與會者介紹了HyperWorks2017增強的仿真及優(yōu)化技術(shù)，包含了當(dāng)前行業(yè)熱門的非線性結(jié)構(gòu)分析、多物理場和多學(xué)科分析、輕量化設(shè)計和優(yōu)化、流體動力學(xué)、NVH、碰撞、流固耦合等內(nèi)容；HyperWorks 2017最新建模與可視化功能，包含了HyperMesh/HyperView/SimLab新功能及ConnectMe™介紹；HyperWorks 2017完整的電磁場解決方案，包含了高頻及低頻電磁場仿真（FEKO、Flux）、電波傳播和無線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃WinProp；以及Altair solidThinking產(chǎn)品和高性能計算及資源管理系統(tǒng)PBS Works的產(chǎn)品功能。同時，比亞迪汽車、北汽越野車研究院、上海匯眾、西飛技術(shù)中心的參會代表還分享了他們在使用HyperWorks方面的實際應(yīng)用和成功經(jīng)驗。

同時，為了更好地為航空航天行業(yè)領(lǐng)域的用戶提供專業(yè)的解決方案，在本次發(fā)布會北京站，特別安排了航空航天技術(shù)應(yīng)用專場，除了展示HyperWorks在建模、結(jié)構(gòu)優(yōu)化和電磁方面的解決方案，還分享了用戶實際應(yīng)用案例。

此外，本次發(fā)布會還吸引了Altair 合作伙伴麗臺科技、西安鉑力特公司的支持。在發(fā)布會期間，麗臺科技推出了針對Altair 整機多GPU方案，采用WS2020+ Quadro P6000+Tesla P100，此方案可實現(xiàn)單機前后處理及有限元分析。NVIDIA 的專業(yè) GPU 的圖形與計算性能可超級大限度縮短渲染時間、提高互動性，從而加快創(chuàng)作速度，讓客戶的產(chǎn)品能夠更快地上市這是所有設(shè)計師向往的。作為Altair solidThinking在軍工及航空航天領(lǐng)域的合作伙伴西安鉑力特則展示了其3D打印技術(shù)，并在北京站的航空航天研討會上做了主題演講。

Altair大中國區(qū)總經(jīng)理劉源博士表示：“本次HyperWorks 2017中國區(qū)發(fā)布會通過現(xiàn)場與直播相結(jié)合、新功能與行業(yè)應(yīng)用相結(jié)合以及合作伙伴的產(chǎn)品展示為廣大用戶提供了全方位的技術(shù)分享，我們希望通過這樣的交流進一步促進各行業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新能力。”

3D打印通過結(jié)構(gòu)設(shè)計層面實現(xiàn)輕量化的主要途徑有四種：中空夾層/薄壁加筋結(jié)構(gòu)、鏤空點陣結(jié)構(gòu)、一體化結(jié)構(gòu)實現(xiàn)、異形拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)構(gòu)。

中空夾層、薄壁加筋結(jié)構(gòu)
中空夾層、薄壁加筋結(jié)構(gòu)通常是由比較薄的面板與比較厚的芯子組合而成。在彎曲荷載下，面層材料主要承擔(dān)拉應(yīng)力和壓應(yīng)力，芯材主要承擔(dān)剪切應(yīng)力，也承擔(dān)部分壓應(yīng)力。夾層結(jié)構(gòu)具有質(zhì)量輕、彎曲剛度與強度大、抗失穩(wěn)能力強、耐疲勞、吸音與隔熱等優(yōu)點。

鏤空點陣結(jié)構(gòu)
鏤空點陣結(jié)構(gòu)可以達到工程強度、韌性、耐久性、靜力學(xué)、動力學(xué)性能以及制造費用的完美平衡。通過大量周期性復(fù)制單個胞元進行設(shè)計制造，通過調(diào)整點陣的相對密度、胞元的形狀、尺寸、材料以及加載速率多種途徑，來調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的強度、韌性等力學(xué)性能。

一體化結(jié)構(gòu)實現(xiàn)
3D打印可以將原本通過多個構(gòu)件組合的零件進行一體化打印，這樣不僅實現(xiàn)了零件的整體化結(jié)構(gòu)，避免了原始多個零件組合時存在的連接結(jié)構(gòu)（法蘭、焊縫等），也可以幫助設(shè)計者突破束縛實現(xiàn)功能最優(yōu)化設(shè)計。

異形拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)構(gòu)
拓?fù)鋬?yōu)化是縮短增材制造設(shè)計過程的重要手段，通過拓?fù)鋬?yōu)化來確定和去除那些不影響零件剛性的部位的材料。拓?fù)浞椒ù_定在一個確定的設(shè)計領(lǐng)域內(nèi)最佳的材料分布：包括邊界條件、預(yù)張力，以及負(fù)載等目標(biāo)。

來源：Altair
延伸閱讀：
3D打印實現(xiàn)輕量化的四種途徑