OptiStruct] Altair OptiStruct之前世今生

Altair OptiStruct之前世今生

网上有很多朋友对Altair公司的OptiStruct软件有很多疑问，比如它和HyperMesh的关系、它和Nastran的关系、它和RADIOSS的关系,等等。一直想找个时间和大家分享一下我所了解的情况，苦于没能找到时间。好在天公作'美',在上海一个预报全天最高气温37度的上午，笔者躲在开着冷气的房间里，开始在电脑前敲下大家现在读到的这段文字...

* 前世

90年代,美国密歇根大学(University of Michigan)的Kikuchi教授在结构优化领域做了很多杰出的工作，并且开发了一套结构优化的程序。也许有朋友已经猜到了，是的，这套程序就是OptiStruct软件的前身。Kikuchi教授有一位名叫Jeffrey Brennan的学生，他在加入Altair公司之后，极力推动公司引入了Kikuchi教授的这套程序。Altair公司把这套程序进行了大量的改进和开发，并在1996年正式发布了OptiStruct的第一个商业版本。随后这些年OptiStruct的发展证明，Altair公司做了一个非常正确的决定。

( 顺便解释一下，HyperMesh是OptiStruct的标准前处理器，用来生成OptiStruct的输入文件(默认后缀是.fem)。当然用户也可以在HyperMesh中建立好OptiStruct模型后，直接运行OptiStruct(实际上是先生成.fem文件，然后启动OptiStruct运行这个.fem文件)。

至于OptiStruct和Nastran的关系，它们是由两个不同公司独立开发的两个软件产品，但是它们都使用了Bulk Data Format这种输入文件格式，所以很多关键字是兼容的。换句话说, 大部分Nastran的模型无需修改，OptiStruct可以直接运行。)

OptiStruct自第一个商业版本发布后，软件的功能不断完善和增强，尤其是在拓扑优化方面，不仅把学术界最新的研究成果实现在软件中，并且及时响应工业界的要求，增加了大量制造工艺约束，使得软件取得了巨大的成功，同时也帮助很多公司在产品创新设计上实现了革命性的突破。值得一提的是，OptiStruct把有限元分析和结构优化集成在同一个程序中，所以它本身也是一个有限元求解器。

2006年，Altair公司收购了法国Mecalog集团及其RADIOSS软件。RADIOSS软件是知名的通用有限元求解器(尤其是其显式求解器功能非常强大，是福特汽车等公司首选的安全分析工具)。收购完成之后，Altair公司把旗下的子产品进行了重新整合，其中有限元求解器产品(FE solver)统一到了RADIOSS这个品牌下，它包括两个子产品 RADIOSS Block Solver 和 RADIOSS Bulk Solver。其中RADIOSS Block Solver 就是原法国Meclog集团的RADIOSS
solver，其输入文件格式是 Block format; 而RADIOSS Bulk Solver 实际上就是OptiStruct，只是剥离了其结构优化的功能。所以大家如果听到RADIOSS Bulk，可以认为就是OptiStruct的一个子集和衍生产品 (只不过是把OptiStruct当做纯求解器使用，不做优化); 而提到RADIOSS，由于上面介绍的历史原因，一般默认为是来自Mecalog的RADIOSS Block。但是为了更好的沟通，建议大家在交流中，使用RADIOSS Bulk和RADIOSS
Block来区分这两个产品。

* 今生

上面简要介绍了OptiStruct的历史，现在我们看看OptiStruct的现状吧。

总的来说，我认为OptiStruct是当今结构优化领域最强大和最成功的软件(个人观点)。

从支持优化的分析类型来说, 它支持线性静力分析、模态分析、频响分析、屈曲分析、声学分析、随机响应分析和响应谱分析、线性瞬态分析、疲劳分析、多体动力学、材料非线性、接触非线性、几何非线性等等。

从设计变量来说，支持拓扑优化、自由尺寸优化、形貌优化、形状优化、自由形状优化、尺寸优化等。而且实现了大量制造工艺约束，比如脱模方向、对称、模式重复等等。

值得一提的是，OptiStruct的复合材料优化功能也非常强大。

从应用的情况来看， OptiStruct已经得到了工业界高度的认可，在众多知名公司得到了广泛的应用(比如空客、波音、通用汽车、大众汽车、福特汽车等等)。在国内很多公司也开始应用这一强大的设计工具，并且有了很多成功的应用案例(可以参考Altair中国用户年会论文)。

OptiStruct得到了越来越多用户的认可，而且它本身也还在不断进步中，这些年每个新版本都会发布一些令人惊喜的新功能。希望OptiStruct能不断进步，让更多的用户获益，帮助他们创造出更多更优的设计。

写到这里终于快要成文了，不禁长舒了一口气，希望这篇拙文能对大家有所帮助。文中若有不妥之处，欢迎大家批评指正。

zkong@simwe

2011年7月3日 写于上海