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

輕量化結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢(shì)其實(shí)不難理解，而要實(shí)現(xiàn)輕量化，宏觀層面上可以通過(guò)采用輕質(zhì)材料，微觀層面上可以通過(guò)采用高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼這樣的材料使零件設(shè)計(jì)得更緊湊和小型化，有助于輕量化。而3D打印帶來(lái)了通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層面上達(dá)到輕量化的可行性。具體來(lái)說(shuō)，3D打印通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層面實(shí)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(diǎn)陣結(jié)構(gòu)、一體化結(jié)構(gòu)實(shí)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(guó)區(qū)發(fā)布會(huì)分別在深圳、北京、上海和西安成功舉行。共有來(lái)自汽車(chē)、航空航天、重型機(jī)械、船舶、電子、消費(fèi)品、國(guó)防軍工等行業(yè)的工程師、設(shè)計(jì)師、技術(shù)主管、IT人士和相關(guān)專(zhuān)業(yè)的科研院校師生等500多人參會(huì)。

HyperWorks 2017針對(duì)基于模型的開(kāi)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(chǎng)和多學(xué)科分析以及輕量化設(shè)計(jì)和優(yōu)化等領(lǐng)域添加了多項(xiàng)功能，進(jìn)一步打造完整的創(chuàng)新仿真平臺(tái)。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(hù)提供最新最龐大的工具集。HyperWorks2017將繼續(xù)幫助用戶(hù)設(shè)計(jì)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(huì)上，Altair 技術(shù)專(zhuān)家主要向與會(huì)者介紹了HyperWorks2017增強(qiáng)的仿真及優(yōu)化技術(shù)，包含了當(dāng)前行業(yè)熱門(mén)的非線性結(jié)構(gòu)分析、多物理場(chǎng)和多學(xué)科分析、輕量化設(shè)計(jì)和優(yōu)化、流體動(dòng)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(chǎng)解決方案，包含了高頻及低頻電磁場(chǎng)仿真（FEKO、Flux）、電波傳播和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃WinProp；以及Altair solidThinking產(chǎn)品和高性能計(jì)算及資源管理系統(tǒng)PBS Works的產(chǎn)品功能。同時(shí)，比亞迪汽車(chē)、北汽越野車(chē)研究院、上海匯眾、西飛技術(shù)中心的參會(huì)代表還分享了他們?cè)谑褂肏yperWorks方面的實(shí)際應(yīng)用和成功經(jīng)驗(yàn)。

同時(shí)，為了更好地為航空航天行業(yè)領(lǐng)域的用戶(hù)提供專(zhuān)業(yè)的解決方案，在本次發(fā)布會(huì)北京站，特別安排了航空航天技術(shù)應(yīng)用專(zhuān)場(chǎng)，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(hù)實(shí)際應(yīng)用案例。

此外，本次發(fā)布會(huì)還吸引了Altair 合作伙伴麗臺(tái)科技、西安鉑力特公司的支持。在發(fā)布會(huì)期間，麗臺(tái)科技推出了針對(duì)Altair 整機(jī)多GPU方案，采用WS2020+ Quadro P6000+Tesla P100，此方案可實(shí)現(xiàn)單機(jī)前后處理及有限元分析。NVIDIA 的專(zhuān)業(yè) GPU 的圖形與計(jì)算性能可超級(jí)大限度縮短渲染時(shí)間、提高互動(dòng)性，從而加快創(chuàng)作速度，讓客戶(hù)的產(chǎn)品能夠更快地上市這是所有設(shè)計(jì)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(huì)上做了主題演講。

Altair大中國(guó)區(qū)總經(jīng)理劉源博士表示：“本次HyperWorks 2017中國(guó)區(qū)發(fā)布會(huì)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)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(hù)提供了全方位的技術(shù)分享，我們希望通過(guò)這樣的交流進(jìn)一步促進(jìn)各行業(yè)的產(chǎn)品創(chuàng)新能力�！�

3D打印通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)層面實(shí)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(diǎn)陣結(jié)構(gòu)、一體化結(jié)構(gòu)實(shí)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(qiáng)度大、抗失穩(wěn)能力強(qiáng)、耐疲勞、吸音與隔熱等優(yōu)點(diǎn)。

鏤空點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)
鏤空點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)可以達(dá)到工程強(qiáng)度、韌性、耐久性、靜力學(xué)、動(dòng)力學(xué)性能以及制造費(fèi)用的完美平衡。通過(guò)大量周期性復(fù)制單個(gè)胞元進(jìn)行設(shè)計(jì)制造，通過(guò)調(diào)整點(diǎn)陣的相對(duì)密度、胞元的形狀、尺寸、材料以及加載速率多種途徑，來(lái)調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、韌性等力學(xué)性能。

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

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(jì)過(guò)程的重要手段，通過(guò)拓?fù)鋬?yōu)化來(lái)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(gè)確定的設(shè)計(jì)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(lái)源：Altair
延伸閱讀：
3D打印實(shí)現(xiàn)輕量化的四種途徑