GENESIS 结构设计与优化软件功能模块说明

产品概述

GENESIS 是 OmniQuest 开发的结构分析与优化软件,将结构分析与优化完全集成于一体,由结构优化领域的专家团队编写。结构分析基于有限元方法求解,结构优化类型涵盖尺寸、形状、拓扑、形貌、自由尺寸与自由形状优化,并支持多模型优化(MMO)与基于可靠性的优化(RBO)等高级能力。

结构分析能力

GENESIS 当前的分析能力包括静力分析、正则模态分析、直接法和模态法频率响应分析、随机响应分析、热传递分析、系统屈曲计算、声学分析以及疲劳分析。其中内嵌的 SMS 特征值求解器等求解器为分析提供计算支撑,能够在统一的模型中完成多类工程分析。

结构优化类型

GENESIS 提供的结构优化方法包括尺寸优化、形状优化、拓扑优化、自由尺寸优化、形貌优化与自由形状优化。设计者可以根据质量最小化、频率最大化、应力或位移约束等目标与条件生成新的设计,从而在满足性能要求的同时降低成本与重量。

高级优化功能

软件提供多模型优化(MMO),可在单个优化运行中同时处理多个模型;基于可靠性的优化(RBO)将不确定性因素纳入优化过程,用于评估设计在载荷或材料参数波动下的可靠性。针对高度非线性结构行为,GENESIS 支持等效静载荷法(ESLM),可把非线性分析结果转化为等效静载荷参与优化。

增材制造支持

GENESIS 将拓扑优化用于增材制造,能够生成优化外形,并与 Design Studio 结合自动生成晶格结构;支持带悬垂角度约束的拓扑优化,以减少支撑材料用量,并可通过尺寸或自由尺寸优化确定晶格构件的合适截面尺寸。

ANSYS Mechanical 集成

GENESIS 提供面向 ANSYS Mechanical 的结构优化扩展(GSAM/GTAM),可在 ANSYS Workbench 工作流中便捷加入拓扑、形貌、自由形状、尺寸与自由尺寸等参数无关优化,支持多种响应类型并导出 STL 或 IGES 格式的优化几何。

集成与互操作

GENESIS 可与当前常见的第三方有限元分析(FEA)求解器连接,用于支持多学科优化与耦合分析,能够与几乎任意第三方工程软件进行耦合,为工程咨询、汽车、航空航天、重型机械等行业提供多学科设计优化环境。

行业应用

在汽车行业,GENESIS 用于满足政府 CAFÉ 标准所提出的轻量化与成本降低要求;在航空航天领域用于改进设计目标并满足设计要求以降低成本与减重;在重型机械行业用于在减轻重量的同时提高机器刚度以实现更高效的设计;工程咨询机构则借助其多学科优化能力为客户提供创新设计环境。

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