Altair合作伙伴联盟的综合性复合材料建模产品系列再添生力军

Altair合作伙伴联盟（APA）日前宣布，Muhiscale Design Systems（MDS），LLC的软件MDS已正式纳入Altair许可证管理器。MDS专注于在多时空尺度下研究复合材料和结构。

球形TiNb_(2)O_(7)的固相法制备和嵌脱锂离子性能研究

通过湿法研磨和喷雾干燥法制备球形前驱体,采用高温固相法合成球形TiNb_(2)O_(7)材料,并对其进行XRD、SEM表征和电化学性能测试。结果表明,制备的TiNb_(2)O_(7)是由一次颗粒组成的二次球形颗粒,平均粒径约4~6μm,内部存在大量孔隙;以0.1 C在0.8~3.0 V电压下充放电,球形TiNb_(2)O_(7)材料首次放电比容量为316.5 mA·h/g,首次库伦效率为99.7%,1 C倍率下经过100次循环后,容量保持率为82.0%,10 C倍率下的放电比容量为234.7 mA·h/g,具有良好的倍率性能。

基于神经网络算法的汽车前纵梁碰撞性能优化设计

随着汽车碰撞安全法规的升级,对车辆的安全性能要求越来越高,这就需要对不同的法规工况采用合适的碰撞吸能策略。汽车前纵梁结构,作为整车结构中的核心吸能结构件,吸收能量的多少关系到车辆的安全性能指标以及NCAP星级评价。前纵梁在碰撞过程中的变形模式是在产品设计和碰撞分析中比较难以控制的,本文根据作者多年的实践经验,采用神经网络方法,对可能的变形模式进行神经网络聚类分析,然后对预采用的变形模式再进行结构优化。这样最后设计的结构不仅仅达到了预期性能目标,还满足了可控的变形模式预期。对汽车碰撞性能设计提供了一个完整的方法和流程,很有实际工程借鉴价值。

抽水蓄能发电机定子线棒端部电磁屏蔽研究

针对发电机定子线棒电磁屏蔽问题的瞬态电磁场分析,从理论上选择能够同时兼顾计算速度和计算精度的模型边界,分别建立同槽两根线棒、不同槽多根线棒计算模型,计算相邻线棒对电场分布的影响。同时建立单根线棒三维计算模型,计算分析线棒在轴向和法向上的场强分布特性。研究表明线棒在离开槽口后端部表面电位接近相电位,最大场强出现在高低阻带的搭接处。为改善场强和电位分布,提出改进表面场强分布的措施,在原高低阻搭接层增加敷设高阻材料和原设计方案保持一致,而原线棒高阻层涂敷低阻材料,可以大大抑制线棒端部的场强和电位。

典型月轨返回再入过载作用下乘员动力学响应的仿真分析

目的探讨飞船从月球轨道跳跃式返回地球过程中体位姿态对人体动力学响应的影响,明确内脏器官的位移和变形情况,为返回舱内乘员姿态的设置提供依据。方法利用人体生物力学模型HUMOS作为乘员替身,分别建立了卧姿神舟座椅和躺姿阿波罗座椅的有限元模型。在Hyperworks有限元分析平台上进行了人体动力学响应的仿真分析,利用离心机实验数据对模型进行标定后,分别以类嫦娥和类阿波罗跳跃式返回过载曲线为上述模型的输入,进一步仿真分析人体的动态响应,包括重要内脏器官的位移和变形分析。结果躺姿模式下人体重要部位头、胸骨、骶骨的合加速度响应曲线的形状和峰值均与输入相一致;而卧姿模式下虽然这些部位曲线的形状相似,但骶骨处的峰值相对较低。躺姿模式下内脏器官的受力状态和变形以胸背向受压为主,而卧姿模式下内脏器官在+Gx和+Gz的共同作用下产生位移和挤压变形,且人体内脏器官位移和变形大于躺姿模式。结论从人体内脏器官位移和形变最小的角度考虑,建议飞船从月轨再入返回过程中乘员的姿态设计应优先选择躺姿。

集装箱吊架结构优化设计

采用拓扑优化、形状优化和尺寸优化对集装箱吊架进行优化设计。首先利用基于变密度法的拓扑优化,以柔度最小为优化目标,体积分数作为约束条件,得到设计空间内最优的材料分布路径。然后根据得到的拓扑结构重新设计,并在局部再一次进行拓扑优化,改善局部的拓扑结构。利用最终得到的吊架的拓扑结构建立新的有限元模型,综合运用形状优化和尺寸优化;以质量最小为优化目标,吊架的刚度和强度为约束条件,实现吊架的减重。通过综合三种优化方法,不仅提高了吊架的性能,而且大大降低了吊架的质量。

数字化产品研发——SolidThinking7．6——实现创意的绝佳工具

2008年，伴随着solidThinking7．6的发布。solidThinking也成为了Altai旗下子公司。Altair Engineering公司具有深厚的工程技术底蕴，其员工遍布北美、南美、欧洲和亚太地区，在中国也有其全资子公司。这次收购，意叶着solidThinking正式进入了中国市场，为更多的中国设计师带来灵活便利的建模工具，帮助他们更快更容易地展示创意。

“产品+服务”助推制造业“质变”

Altair的咨询团队正与客户一起完成优化减重、安全性分析、性能数据管理、流程自动化、新型车辆研发等前沿性工程项目。

基于网格变形法的风机翼型气动性能优化

提出了一种基于网格变形的翼型优化方法。运用该方法对风力机翼型FFA-W3-301进行了单目标和多目标优化,得到了光顺的优化翼型曲线,显著提高了翼型的升阻比。该文优化计算中采用自适应响应面算法,能得到与遗传算法相当的优化效果,而效率则明显提高。

典型返回再入体位对HUMOS假人动态响应影响研究

为探索飞船返回再入加速度过载下人体姿态对乘员动力学响应的影响,本文利用Pro-E和HyperWorks软件建立了仰姿和躺姿两种典型人体姿态的假人–座椅系统模型。模型中使用了HUMOS II (Human Model for Safety Version II)人体生物力学模型。根据实际离心试验数据对假人–座椅系统模型进行了标定和验证。论证并分析了在高加速度过载(峰值为6.4 g)条件下,人体姿态对人体关键器官包括心脏、肺、膈肌、肝脏和腹部脏器过载响应的影响。仿真结果表明,膈肌的位移和变形是影响人体对再入过载耐受力的最重要因素。膈肌在卧姿时受到其他器官的作用力大于躺姿时的作用力。因此,飞船设计人员应更多地关注人体内部器官的受力状态,选择一个在飞船返回时对乘员具有更好保护作用的体位姿态,本文建议飞船乘员的姿态设计应优先选择躺姿。

基于DOE参数筛选的SPH鸟体参数反演

鸟体参数的准确性对鸟撞仿真精度有重大影响,参数反演可以克服人工试凑法的局限性,搜寻出合理的鸟体参数,提高鸟撞仿真精度。在HyperStudy多学科优化平台下,先采用正交实验设计方法挑选出对位移结果敏感的鸟体参数,以简化优化问题的复杂性和计算量,然后采用自适应响应面法进行鸟体的参数反演的多目标优化,优化目标为最小化鸟撞位置处仿真位移和实验位移的平方差。RADIOSS的求解结果表明,采用优化后的鸟体参数的鸟体模型的仿真曲线与实验曲线拟合效果大大提高。

湿法超细研磨工艺制备硅纳米材料

研磨是制备硅碳材料的关键工序。采用湿法超细研磨工艺对硅粉进行纳米化,研究分级研磨、浆料固含量、循环流量、研磨转速和研磨设备对硅粉纳米化过程中研磨比能耗的影响。磨球直径越小,达到目标粒径(D_(50)<0.12μm)所需的比能耗越小;浆料固含量越高,比能耗越小;循环流量和研磨转速对比能耗的影响较小;LabStar Neos型砂磨机研磨硅颗粒达到目标粒径所需的比能耗低于LabStar Zeta型砂磨机,说明不同研磨设备能量利用效率不同。制备的硅碳负极材料以0.1 C的电流在0.005~2.000 V充放电,首次充电比容量为930.3 mAh/g,首次库仑效率为81.57%。

利用全新的陶瓷方法简化LED散热设计

LED的散热问题将是限制它未来能否在市场上取得更大成功的主要因素。目前业界的很多研究都集中在散热器上，但对LED和散热表面之间的隔层研究较少。

机载天线的雷电注入瞬态试验和仿真研究

雷电对飞机的飞行安全构成严重威胁,机载天线作为飞机的外部突出的结构件,较易成为雷击附着点。当闪电击中天线时,与天线相连的电缆一端可能产生短时的电压瞬态,并且造成元件故障及设备误动作和损坏。采用电磁仿真与实验相结合的方式,对飞机雷电实验中的“外部安装硬件的注入瞬态试验”方法进行了研究,分析了机载天线由于雷电流附着而被注入电压电流时,其与飞机组件相连的导线中的诱导电压和电流。该项工作为进一步开展飞机外部结构件的雷电效应研究及机载设备的雷电防护研究提供了一定的基础。

基于Optistruct的动力电池包振动分析

基于Optistruct软件,运用有限元法对某款电动汽车动力电池包分别进行模态分析、随机振动分析和局部动刚度分析。结果表明:电池包第一阶模态频率为15.7 Hz,略高于外界激励频率,理论上可以避免共振;电池包下端盖的最大应力超过材料的抗拉极限应力;电池包的局部动刚度基本满足要求,0~60 Hz低频段稍微高于标准值,可能是电池包与车体分开作为一个独立体进行仿真造成的误差。本研究结果可为电动汽车动力电池包的设计提供参考。

超高性能低剖面微波天线的工程设计

针对超高性能要求的微波天线需求,提出了一种低剖面反射面天线的方案,采用F/D<0.2的"深锅"反射面配合一种后馈式自支撑馈源,实现较优的方向图包络,满足ETSI Class3的要求。文中给出了设计思路、方法和一些工程经验,并以0.6 m、15 GHz微波天线为例,利用仿真软件FEKO分析天线的性能,结果表明,仿真结果与测试结果吻合良好。

应对正面小偏置碰撞的某车型整体式热冲压门环设计与应用

以某SUV车型为研究对象,针对基础模型正面小偏置碰撞试验和CAE仿真分析结果发现的不足,利用Hyperstudy优化软件对门环进行DOE(Design of Experiments)分析,得到变量对响应的影响,即门环厚度对动态与静态各工况响应的相关性;进行模型的数学化拟合分析(FIT),此近似响应分析解决了非线性极端不收敛问题;运用Altair-MDO(Multi Disciplinary Optimization)多学科优化平台进行优化分析得到门环各段厚度,并结合其他优化方案完成整车仿真分析。最后验证了仿真可靠性,试验表明车体变形基本一致,且门环破坏较小,总体结构满足要求。

25%小偏置碰撞策略仿真及优化设计

运用RADIOSS商业软件对某SUV车型进行25%小重叠偏置碰撞对标分析,根据C-IASI(中国保险汽车安全指数)车辆安全性的要求,得到碰撞仿真车体结构的评级结果。碰撞力通过前轮罩外板加强板、A柱、门槛等传递,造成前舱、门环以及门槛变形较为严重,C-IASI评级得分为“Poor”等级。针对出现的问题,提出“掠过+吸能”的碰撞策略,通过改变前轮罩外板加强板特征、增加导向部件以及合理的布置传力路径等方式实现了车身结构优化结果等级从“Poor”到“Good”的提升,证明了该方案的有效性。

某车型25%小偏置碰撞车体结构优化仿真研究

随着国内汽车主机厂对碰撞安全的重视,小偏置试验逐渐被纳入新法规中,仿真分析作为研究的一部分起重要作用。针对某款SUV试验进行对标分析,对不足之处进行碰撞策略的改进,从吸能、掠过和掠过+吸能3种策略上进行仿真和结果分析。从乘客舱的侵入量、改进后质量增加量、改进件的制造成本以及加工难度等因素上分析3种策略的优缺点,最后采纳的改进方案是掠过+吸能策略。

让梦想更快变成现实

美国Altair公司是全球具有深厚工程技术底蕴的优秀产品开发及CAE工程公司，在CAE建模、可视化、模拟、优化和工艺过程自动化等方面为全球客户提供先进的产品工程方案，引领了工程技术的世界潮流。