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結構輕量化設計軟件
HyperSizer是一款起源于NASA蘭利研究中心的專業的復合材料和金屬材料結構分析及尺寸優化軟件。它適用于從初始設計、詳細設計到最終分析/認證的產品全生命周期。HyperSizer能自動與Nastran等商用有限元軟件相結合,對整機結構進行優化分析,并針對各個部件給出安全裕度報告,能夠大大提高工程師的工作效率、減輕工作強度。
 
 
Collier公司第一個獲得NASA授權將蘭利(Langley)研究中心的科技成果商業化。”“無論對于NASA,還是Collier 公司,這都是具有開創意義的一步。”
 
美國航空航天局(NASA) 新聞稿
 
1996年5月23日
 
HyperSizer已成為美國航空航天局(NASA)和波音公司用于結構分析與優化的專用軟件。
 
近些年來,HyperSizer憑借快速分析和優化等功能優勢在多項重要航空航天項目中取得了令人矚目的減重效果(在所應用的航空航天項目中,用戶實現了至少減重20%)。
 
主要功能特點
 
 
 分析功能:失效分析種類較齊全,包括:
 
 穩定性分析(局部屈曲、后屈曲、總體屈曲)
 (截面)壓損破壞
 變形
 連接校核(膠接,機械連接)
 靜強度
 剛度
 夾芯結構失效分析
 
 
 
 優化工具:參數同時優化的板/梁--截面構型、截面尺寸、最佳材料和(復合材料結構)鋪層設計(鋪層角度百分比、鋪層順序)。
 
 客戶化定制:HyperSizer可被其它軟件調用,如Excel、Mathcad、Matlab和Model Center軟件;HyperSizer提供交互接口,用戶可以將自己的程序代碼嵌入其中。
 
 
 安全裕度報告:HyperSizer能夠自動生成Word、Excel、HTML格式的安全裕度報告。
 
 
 總體-局部-細節設計:HyperSizer適用于設計的各個階段,從概念設計到最終生成安全裕度報告。
 
 分析方法及公式:HyperSizer提供分析方法及計算公式的PDF文檔。
 
 快速計算:HyperSizer對有限元單元、節點和工況的數量是沒有限制的,可以快速處理大型有限元模型。
 
 豐富的材料數據庫:HyperSizer自帶豐富的材料庫,包括各種金屬、復合材料、蜂窩夾芯、泡沫等的各種屬性。支持嵌入客戶的材料數據庫?;誚換ナ酵夾謂緱嬪瓚ê托薷母髦植牧鮮?,同時能夠計算出材料的各種工程數據,比如A、B、D 矩陣、應力應變分布、各種失效準則的失效包線等。
 
 工程性:HyperSizer概括總結了航空航天的典型結構,應用工程解析法進行分析計算,并與NASA大量的試驗數據驗證和確認。HyperSizer將復合材料結構的鋪層優化設計流程化,只需按照其提示的步驟,即可實現復合材料鋪層優化設計。
 
 
 
產品組成
 
HyperSizer軟件包括三個??椋?/td>
 
HyperSizer Material Manager(材料庫)
 
HyperSizer Non-FEA(Basic基礎??椋?/td>
 
HyperSizer FEA(Pro高級???,含HyperFEA)
 
三個??榧榷懶⒂紙岷?,其中Basic包含Material Manager的功能,Pro包含Basic的功能,這三個產品可以獨立使用,并且都共享并基于同一個完整的內部數據庫,HyperFEA僅被Pro調用實現HyperSizer與有限元迭代。
 
Material Manager
 
提供圖形化專業的復合材料數據庫,使您可以基于Windows 界面設定和修改各種材料數據,同時能夠計算出材料的各種工程數據,比如A、B、D 矩陣、應力應變分布、各種失效準則的失效包線等。
 
Non-FEA
 
包含Material Manager 的所有功能,增加了應力分析以及數十種典型的加強筋、夾芯板結構的設計功能,能夠根據給定的載荷計算出基本復合材料結構的安全裕度,使您提早發覺設計缺陷。同時具有結構尺寸優化和梁截面的優化功能。
 
FEA
 
能夠與有限元軟件相結合進行系統級的有限元分析與模型簡化。支持的有限元軟件包括:MSC/NEI/NX NASTRAN,ABQUS,ANSYS。
 
項目應用
 
近些年,HyperSizer憑借快速分析和復合材料優化等功能優勢在國內外多項重要航空航天項目中取得了令人矚目的減重效果,如高空高速偵察機SR71,波音的JSF,B737RS機翼,B787垂尾,NASA的CCM(復合材料成員艙),ARES V(戰神5)航天器的側護板,龐巴迪在研的learjet85全復合材料公務機、C系列的機翼,格魯門的全球鷹(Global Hawk)機翼等等,目前正在研制的A350的發動機短艙也是應用HyperSizer進行復合材料結構設計、優化。中國的大型客機C919的復合材料后機身、中央翼、平尾、垂尾也應用HyperSizer進行優化設計。
 
 
其它行業,諸如船舶、風機葉片、高速機車等也應用HyperSizer進行結構優化設計,以滿足輕量化要求。
 
 
 
數字化復合材料結構優化設計
 
通過數字化手段,實現(復合材料)結構設計、分析、優化一體化、高效化:
 
 
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