HyperWorks to pakiet oprogramowania stworzony przez firmę Altair, który oferuje szeroką gamę narzędzi do symulacji, analiz inżynierskich, optymalizacji i wizualizacji. Jego modułowa konstrukcja pozwala na efektywne łączenie różnych narzędzi i technologii, co czyni HyperWorks wszechstronnym narzędziem w rękach inżynierów. O ile standardowe połączenia między programami takimi jak HyperMesh, OptiStruct czy HyperView są dobrze znane, to istnieje wiele mniej oczywistych integracji i możliwości współpracy, które mogą znacznie usprawnić procesy projektowe i analityczne.

Z tego artykułu dowiesz się jak:

  • mniej znane połączenia narzędzi w HyperWorks mogą usprawnić pracę inżynierów i wpływać na różne etapy procesu inżynierskiego,
  • integracja HyperMesh z HyperStudy umożliwia optymalizację siatek elementów skończonych,
  • połączyć OptiStruct z Flux w celu przeprowadzenia analiz elektromagnetyczno-strukturalnych,
  • wykorzystać współpracę MotionSolve i HyperGraph do zaawansowanej analizy wyników symulacji dynamicznych,
  • integracja HyperForm z Inspire wspiera optymalizację procesów formowania i projektowania,
  • AcuSolve i HyperStudy mogą być używane do optymalizacji przepływów cieczy i gazów w symulacjach aerodynamicznych.

Integracja HyperMesh i HyperStudy: optymalizacja złożonych struktur

HyperMesh – klucz do zaawansowanego modelowania

HyperMesh to zaawansowane narzędzie do tworzenia siatek, które jest wykorzystywane do przygotowania modeli do symulacji numerycznych w różnych dziedzinach inżynierii, od mechaniki konstrukcji po dynamikę płynów. Użytkownicy często korzystają z HyperMesh w połączeniu z solverami, aby przeprowadzić analizy wytrzymałościowe, dynamiczne czy cieplne.

HyperStudy – automatyzacja optymalizacji

HyperStudy to narzędzie służące do optymalizacji i badania parametrów modeli symulacyjnych. Umożliwia przeprowadzenie analiz parametrycznych, badań czułości oraz optymalizacji wielokryterialnych. Jego integracja z HyperMesh otwiera nowe możliwości wykraczające poza standardowe zastosowania optymalizacyjne.

Przykład: Optymalizacja siatki

Jednym z ciekawszych sposobów połączenia HyperMesh z HyperStudy jest ich łączne zastosowanie w celu optymalizacji siatki elementów skończonych. Dzięki HyperMesh można wygenerować siatkę, a następnie zautomatyzować za pomocą HyperStudy proces dostosowywania jej parametrów (np. gęstości, kształtu elementów) do wymagań analizy. HyperStudy może iterować przez różne warianty siatki, sprawdzając ich wpływ na wyniki symulacji, co pozwala na uzyskanie optymalnego modelu bez konieczności ręcznego dostosowywania każdego parametru.

Łączenie OptiStruct z Flux: symulacje elektromagnetyczne i strukturalne

OptiStruct – analiza strukturalna i optymalizacyjna

OptiStruct to jedno z wiodących narzędzi do analizy metodą elementów skończonych (MES) i optymalizacji konstrukcji. Jest szeroko stosowane w inżynierii mechanicznej do analizy wytrzymałości, drgań, wyboczeń czy trwałości zmęczeniowej. Dzięki wbudowanym solverom można prowadzić z jego użyciem zaawansowane badania wytrzymałościowe zarówno w obszarze quasi-statycznym, jak i dynamicznym.

Flux – analiza elektromagnetyczna

Flux jest narzędziem przeznaczonym do symulacji elektromagnetycznych i cieplnych. Wykorzystywany jest w dziedzinach takich jak projektowanie silników elektrycznych, generatorów, transformatorów czy elektromagnesów. Flux pozwala na precyzyjne modelowanie zjawisk elektromagnetycznych oraz ich interakcji z otoczeniem.

Przykład: Analiza zjawisk sprzężonych

Jednym z mniej oczywistych, ale bardzo użytecznych połączeń OptiStruct i Flux jest ich integracja w celu przeprowadzenia sprzężonych analiz elektromagnetyczno-strukturalnych. Na przykład w projektowaniu silników elektrycznych, gdzie zarówno wytrzymałość mechaniczna, jak i właściwości elektromagnetyczne mają kluczowe znaczenie, można połączyć oba narzędzia, aby zoptymalizować projekt z uwzględnieniem obu rodzajów oddziaływań. Flux pozwala na określenie rozkładu sił elektromagnetycznych, które następnie mogą być wprowadzone do OptiStruct jako obciążenia w analizie strukturalnej.

Integracja MotionSolve z HyperGraph: zaawansowana analiza wyników symulacji

MotionSolve – symulacja ruchu

MotionSolve to narzędzie do symulacji dynamicznej układów wieloczłonowych. Wykorzystywane jest do modelowania i analizowania złożonych mechanizmów, takich jak zawieszenia pojazdów, układy napędowe czy maszyny. Pozwala na przeprowadzanie analiz kinematycznych i dynamicznych, w tym analizy trajektorii ruchu, sił wewnętrznych oraz naprężeń.

HyperGraph – analiza wyników

HyperGraph to narzędzie do zaawansowanej analizy i wizualizacji wyników symulacji. Umożliwia tworzenie wykresów, zestawień danych oraz raportów na podstawie wyników z różnych symulatorów. Dzięki zaawansowanym funkcjom filtrowania i analizy danych, HyperGraph staje się potężnym narzędziem do post-processingu.

Przykład: Analiza dynamiki pojazdu

MotionSolve i HyperGraph mogą być używane wspólnie do kompleksowej analizy dynamicznej pojazdów. Po przeprowadzeniu symulacji ruchu pojazdu w MotionSolve, dane takie jak przyspieszenia, prędkości czy siły w układzie zawieszenia można bezpośrednio przesłać do HyperGraph, aby stworzyć szczegółowe raporty i wykresy. To połączenie pozwala na zaawansowaną analizę wyników i szybkie wyciąganie wniosków dotyczących zachowania dynamicznego projektowanego układu.

Łączenie HyperForm z Inspire: symulacje formowania i optymalizacji

HyperForm – symulacje procesów formowania

HyperForm to narzędzie dedykowane do symulacji procesów formowania blach i innych materiałów plastycznych. Umożliwia precyzyjne odwzorowanie zachowania materiału podczas tłoczenia, gięcia czy rozciągania, co jest kluczowe w przemyśle motoryzacyjnym i lotniczym. Dzięki analizie formowania można zapobiec wadom produkcyjnym, takim jak pęknięcia, nadmierne odkształcenia czy powstawanie zmarszczek na powierzchni blachy.

Inspire – optymalizacja topologii

Inspire to narzędzie, które służy do optymalizacji topologii elementów konstrukcyjnych. Umożliwia projektowanie elementów z uwzględnieniem minimalizacji masy przy jednoczesnym zachowaniu wymaganej wytrzymałości i sztywności. Inspire jest szeroko stosowany w optymalizacji konstrukcji lekkich, zwłaszcza w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym.

Przykład: Optymalizacja procesów produkcji

Połączenie HyperForm i Inspire umożliwia optymalizację procesu produkcji od samego początku projektowania części. Na przykład, po przeprowadzeniu analizy formowania w HyperForm, wyniki można wykorzystać w Inspire do dalszej optymalizacji kształtu elementu, z uwzględnieniem ograniczeń wynikających z procesów produkcyjnych. Taki proces pozwala na stworzenie komponentu, który jest nie tylko optymalny pod względem wytrzymałości i masy, ale także możliwy do wyprodukowania w oparciu o rzeczywiste procesy formowania.

Połączenie AcuSolve i HyperStudy: optymalizacja przepływów cieczy i gazów

AcuSolve – symulacje przepływów CFD

AcuSolve to narzędzie dedykowane do symulacji przepływów cieczy i gazów metodą dynamicznych wirów (CFD). Stosowane jest w analizach przepływów w kanałach, rurach, zbiornikach, a także w bardziej złożonych scenariuszach, takich jak aerodynamika pojazdów czy wymiana ciepła w urządzeniach przemysłowych.

HyperStudy – optymalizacja parametrów w symulacjach CFD

HyperStudy, będąc narzędziem optymalizacyjnym, oferuje szerokie możliwości analizy parametrów i automatyzacji procesów, które mogą być wykorzystywane w symulacjach przepływów cieczy i gazów w AcuSolve. W kontekście CFD (Computational Fluid Dynamics), HyperStudy umożliwia przeprowadzanie badań czułości oraz optymalizacji parametrów geometrycznych i warunków brzegowych, co pozwala na uzyskanie bardziej efektywnych i zoptymalizowanych rozwiązań.

Przykład: Optymalizacja aerodynamiczna

Jednym z zastosowań integracji AcuSolve i HyperStudy jest optymalizacja aerodynamiczna kształtów obiektów, takich jak pojazdy, budynki czy elementy maszyn. Proces ten może obejmować automatyczne badanie wpływu zmian kształtu na opór aerodynamiczny, siłę nośną czy przepływ ciepła. HyperStudy pozwala na iteracyjne modyfikowanie parametrów modelu (np. kształtu karoserii pojazdu) w AcuSolve i analizowanie wyników symulacji, aby znaleźć optymalny kompromis między aerodynamiką a innymi cechami konstrukcji.

Dzięki temu połączeniu możliwe jest zautomatyzowanie procesu optymalizacji, co znacznie skraca czas potrzebny na ręczne przeprowadzanie symulacji dla różnych wariantów projektu. HyperStudy automatycznie dostosowuje wartości parametrów w AcuSolve, uruchamia symulacje i analizuje wyniki, dzięki czemu inżynierowie mogą szybko uzyskać zoptymalizowany projekt, który spełnia zdefiniowane kryteria, takie jak minimalny opór powietrza lub maksymalna efektywność chłodzenia.

To połączenie jest szczególnie przydatne w branżach, gdzie minimalizacja oporów aerodynamicznych ma kluczowe znaczenie, np. w motoryzacji, lotnictwie czy energetyce.

Elastyczność integracji narzędzi HyperWorks

Korzystanie z pakietu HyperWorks nie musi się ograniczać do wykonywania obliczeń tylko w jednym programie. Dostępne narzędzia doskonale potrafią ze sobą współpracować i usprawniać codzienne zadania. W artykule przedstawiliśmy jedynie wybrane możliwości integracji. Istnieją także inne połączenia, jednak są one zależne od szczególnych potrzeb inżynierskich. Różnorodność dostępnych narzędzi, zunifikowany interface oraz elastyczny system licencjonowania oparty o jednostki Altair sprawiają, że każdy może sam sprawdzić jakie rozwiązania i połączenia programów będą dla niego najbardziej korzystne.