轻量化及拓扑优化软件GENESIS介绍

GENESIS是一个将有限元求解器和高级优化算法集于一体的结构优化软件，主要用于结构轻量化和拓扑优化设计。用户可以直接使用ANSYS、Nastran、Abaqus等有限元软件的网格模型和载荷工况来进行结构优化设计。

GENESIS提供了丰富的优化设计功能，包括拓扑优化、形状优化，尺寸优化，形貌优化，自由尺寸优化和自由形状优化等，并支持混合优化。

GENESIS优化模型的构建是基于高级近似概念方法，可以非常快速可靠地进行优化迭代，以获得更快、最优的设计。其优化算法中采用了著名的的优化算法包DOT和BIGDOT，计算效率更高，所需优化迭代次数更少。

软件功能特色

专门提供针对ANSYS、Abaqus、Creo、Solidworks的集成模块，可直接集成在以上软件中使用，无需多余的软件操作学习和培训。相比其他软件，GENESIS只需很少的迭代次数，即可提供更好的优化效果。提供了全面的拓扑、形状，尺寸，自有尺寸，形貌和自由形状优化功能。提供SMS特征值求解器的求解速度是传统Lanczos方法的2-10倍。SMS能够求解超过2000万自由度的问题。提供BIGDOT优化算法，可以求解超过300万个设计变量的大规模优化模型。内置了快速，可靠，准确的有限元分析，优化效率更高。可支持调用ANSYS、DYNA等外部软件作为求解器，扩展求解性能。

优化建模功能

(1)支持各类有限元分析

线性静态 非线性接触 惯性释放 动态正规模态 屈曲失稳 频率响应 随机响应 热传递 敏感度

(2)支持多种优化类型

支持多目标、多工况优化 支持多种优化混合功能 支持拓扑，形状，尺寸，自由尺寸，形貌，自由形状等优化类型

(3)支持多种制造约束和几何约束:

包括了对称约束、循环对称约束、复制镜像约束等 包括了铸造约束、充填约束、挤压约束等

(4)优化问题的求解

模型的自由度没有固定限制 快速高效的稀疏矩阵优化求解SMS，Lanczos和subspace循环特征值求解器 设计敏感度求解采用解析法 优化采用最新的近似方法以获得最高的效率 拓扑优化在满足重量的约束下生成最优的形状 结构设计变量控制形状，同时也控制零件尺寸

拓扑优化设计

自动生成设计变量 支持任意网格下的强制几何对称 内置响应 目标函数

-任何内置响应

-多种内置响应的组合

-用户自定义

约束条件

-任何内置响应

-多种内置响应的组合

-用户自定义

输出等值面

-便于拓扑优化结果的可视化

-用于生成新的有限元模型，可进一步用于分析或尺寸形状优化。

输出IGES、STL几何文件

-支持将优化的几何模型输出IGES、STL格式文件

自由尺寸(topometry)设计

基于单元的优化 基于几何的优化

支持组(group-by-group)尺寸优化

形状，尺寸，形貌和自由形状设计

支持混合问题的优化，可对结构单元的尺寸和节点位置进行优化 设计变量关联，线性或非线性 半自动basis shapes和grid perturbations 自动生成topography perturbations 自动生成加强筋分布(rib patterns)Beam和plate单元库 自定义截面类型 多种用户可选择的响应 多种目标函数 约束可加在任何响应上 自动生成应力约束 频率和特征向量约束的自动模式跟踪 自动网格光顺Stress ratio选项

内置有限元分析求解器

支持丰富的单元类型 支持多种材料属性 支持多种载荷和边界条件