HyperSizer

HyperSizer複材結構輕量化設計軟體

HyperSizer是一款起源於NASA的專業複合材料/金屬材料結構分析/尺寸優化軟體,能夠自動與Abaqus等有限元軟體相結合,對整個結構進行分析研究,並針對各個部件給出安全裕度報告,能夠大幅提高工程師的工作效率、減輕工作強度。

它適用於從初始設計、詳細設計,到最終分析/認證的產品生命週期;HyperSizer能夠對加勁板、連接結構,進行詳細的力學與熱應力、熱應變分析,也能夠對金屬和複合材料進行精確的破壞失效分析。HyperSizer已成為美國航太總署(NASA)和波音公司用於複合材料結構分析與優化的專用軟體。


HyperSizer模組

材料管理模組(HyperSizer Material Manager)
材料管理模組(HyperSizer Material Manager)是一個高度整合的體系,儲存和管理各種材料類型的溫度相關材料屬性;可以實現對材料屬性的創建、修改、刪除等操作,並支援材料資料庫的導入和匯出。此模組可獨立操作,也能夠以無縫移植的方式,將資料轉移到「HyperSizer Non-FEA™」或「HyperSizer FEA™」套裝軟體裡。


基礎模組(HyperSizer Non-FEA)
基礎模組(HyperSizer Non-FEA)包含了材料管理模組的所有功能,可以對50種不同夾芯板、加強筋壁板、梁結構形式進行複合材料層壓板分析、附加應力分析,以及細節設計優化。針對所有工況、任何材料或者橫截面尺寸都可以被優化。通過自由體圖表(FBD)介面,施加常規邊界載荷和(或)定義邊界條件,採用數百種不同的失效分析方法,進行失效分析並且評估結構完整性,並給出結構強度報告。


高級模組(HyperSizer FEA,含HyperFEA)
高級模組(HyperSizer FEA™)包含基礎模組(HyperSizer Non-FEA™)的所有功能,並與FEA軟體相結合進行系統級(部件/整機)的有限元分析及自動完成有限元模型反覆運算,對結構細節設計的完整結果予以保留並形成報告。用戶可以結合自己的分析軟體,以對HyperSizer的分析方法進行補充;也能將所有的分析結果合併後,以圖形的方式在介面中顯示。


HyperSizer_功能特色


分析功能
HyperSizer結合了美國Collier Research公司、NASA、工業界及研究院校的方法,將數百種分析失效方法囊括其中,可對結構實現如下分析:

.屈曲分析(局部屈曲、整體屈曲、後屈曲)
.截面壓損分析
.變形/模態(固有頻率)分析
.連接校核(膠粘劑連接、機械連接)
.強度分析(如Tsai-Hill、Tsai-Wu、Tsai-Hahn、Hashin、PUCK等失效準則)
.剛度分析(中心變形、極限應變、剛度許用值等)
.夾芯結構分析(面板褶皺、芯子剪切、芯子錯層、蜂窩塌陷等)
.金屬疲勞失效分析
.用戶自訂失效分析

優化功能
HyperSizer可同時對金屬及複合材料結構進行分析優化。通過與有限元程式相結合,應用有限元計算得到的內部載荷,HyperSizer可快速確定最佳板/梁截面結構型式、截面尺寸、最佳材料或複合材料鋪層設計(如鋪層角度、鋪層百分比、鋪層順序等)。

客製化
HyperSizer可以被其它軟體或程式呼叫,如Excel、MathCAD、Matlab等。同時HyperSizer也提供交互介面,用戶可以將自己的程式嵌入其中。

自動產生安全裕度報告
HyperSizer可以給出所有工況條件下,所有部件完整的安全裕度報告,支援Word、Excel和Html格式輸出。


總體-局部-細節設計
HyperSizer適用於設計的各個階段和各層級,從概念設計到最終設計、從結構整體到局部和細節設計分析,並給出相應的安全裕度報告。

分析方法與公式文檔資料
HyperSizer將所有的失效準則和計算方法,形成專業的技術文檔,向用戶開放、供用戶查看、幫助用戶更好的理解和掌握軟體。同時用戶也能對HyperSizer軟體採用的失效準則進行理論的追溯。

快速優化分析計算
HyperSizer軟體對有限元素的單元、節點和工況的數量沒有限制,在與有限元交互反覆運算的過程中,不需要重新劃分網格,可以快速的處理大型有限元素模型。

內嵌豐富的材料資料庫
HyperSizer軟體本身內嵌了豐富的材料資料庫,包括金屬、蜂窩、泡沫、複合材料以及層合板,並支援用戶自訂材料資料庫。基於互動式圖形介面是的那個和修改各種材料屬性資料,同時能計算 出材料的各種工程屬性資料,比如[A][B][D]矩陣、應力應變分析、各種失效準則的失效包絡線等。

工程性
HyperSizer軟體概括總結了工業界比較典型的截面結構,應用工程解析法進行分析計算,並與NASA大量的試驗資料進行了驗證和確認。HyperSizer軟體將複合材料結構鋪層優化設計流程化, 可按照軟體的步驟提示,快速實現複合材料鋪層設計。

重量優化-製造成本平衡
HyperSizer軟體可為每種材料設定相應的價格因數($/kg),應用該因數可對不同材料下的結構進行成本分析及對比。軟體可基於最小重量、最小成本或者二者兼之為約束條件進行優化設計。 並允許用戶匯出材料重量和成本資料到Excel表格。

互動式圖形顯示介面
HyperSizer的功能模組、資料庫和專案採用結構樹佈局並結合圖表輸入,用戶能明確定位當前介面所在模組,不會因視窗打開過多而產生混淆。HyperSizer能以圖形方式顯示優化後的結果, 並可通過拖拉滑鼠建立切割平面,顯示截面區域的鋪層情況。