HyperStudy是Altair公司開發的一款多學科優化軟件，它可以幫助工程師在設計過程中快速找到最優解，實現更低成本高質量的設計。

HyperStudy的優化過程涉及多個學科領域，包括結構、流體、聲學、熱傳導等，可以通過建立多學科模型來實現全局優化。同時，HyperStudy還提供了多種優化算法，包括遺傳算法、粒子群算法、模擬退火算法等，可以根據具體問題選擇最合適的算法進行優化。

使用HyperStudy進行多學科優化，可以在設計過程中充分考慮各種因素，包括材料成本、制造工藝、性能要求等，從而實現更低成本、更高質量的設計。此外，HyperStudy還可以進行參數化設計，幫助工程師快速找到最優解，并且可以對設計方案進行可視化分析，方便工程師進行決策。

(資料圖片僅供參考)

采用HyperStudy進行多學科優化可以大大提高設計效率和設計質量，為企業節約成本，提升競爭力。

本文將介紹如何使用Hyperworks中的HyperStudy進行多學科尺寸優化。我們將使用Hyperworks幫助文檔tutorials\hst\HS-4210中的plate1.tpl和plate2.tpl作為示例。

這兩個模型都是使用Optistruct求解器創建的平板有限元分析模型。我們將使用HyperStudy來優化這些模型的尺寸，以使其在給定的約束條件下盡可能地減少重量。

首先，我們需要為每個模型創建一個分析任務。打開HyperStudy，選擇“新建項目”并創建一個新項目。在“分析”選項卡中，單擊“新建分析任務”，選擇plate1.tpl模型，并選擇Optistruct求解器。

接下來，我們需要定義設計變量。在“設計變量”選項卡中，單擊“新建設計變量”并定義尺寸變量。我們可以選擇尺寸變量的初始值、上下限和步長。

我們還需要定義目標函數。在“目標函數”選項卡中，選擇“新建目標函數”并定義重量作為目標函數。我們可以選擇最大化或最小化目標函數，并定義約束條件。

在“約束條件”選項卡中，我們可以定義任何其他約束條件，例如最大應力或最大位移。我們還可以添加其他學科，如熱學或流體力學，以進行多學科優化。

最后，在“優化”選項卡中，我們可以選擇優化算法和設置收斂準則。

一旦我們完成了這些步驟，我們可以運行優化，并查看結果。HyperStudy將自動運行多個分析任務，并生成優化結果。我們可以使用結果瀏覽器來查看各種結果，例如設計變量的最終值、目標函數的值以及任何約束條件的值。

打開plate1.tpl和plate2.tpl，可以看到文件中定義的三個設計變量TH1、TH2、TH3。

打開plate1.tpl和plate2.tpl，可以看到文件中定義的三個設計變量TH1、TH2、TH3。

在PSHELLData段可以看到設計變量和屬性進行了關聯。

1、優化模型設置

在Hyperstudy中添加兩個類型為ParameterizedFile的優化模型，源文件分別選擇plate1.tpl和plate2.tpl，在求解輸入文件中輸入plate1.fem和plate2.fem用于保存求解文件，求解器選擇OptiStruct(os)。

點擊ImportVariables按鈕導入設計變量，plate1.tpl和plate2.tpl文件中的6個設計變量將會被導入到模型中。在DefineInputVariables中的Links標簽頁點擊plate2的三個設計變量后面的Expression，設置其與plate1對應的設計變量相等，建立兩個模型設計變量之間的關聯關

在Specifications中選擇NominalRun，運行一次初始計算。

2、創建響應

在DefineOutputResponses中點擊FileAssistant按鈕，通過初始計算文件創建響應。在approaches/nom_1/run__00001/m_2中選擇plate2.out文件，讀取技術選擇Altair?HyperWorks?，時間步選擇Singleiteminatimeseries。將Type和Request設置為Volume，Component設置為Value。

點擊Nest，將標簽設置為Volume，Expression設置為FirstElement，點擊Finish創建第一個體積響應Volume。

用同樣的方法創建第二個響應stress43，文件選擇approaches/nom_1/run__00001/m_1中的plate1.h3d。在響應定義對話框中將Subcase設置為Subcase1(Load)，將Type設置為ElementStresses(2D&3D)(2D)，將Request設置為E43，將Component設置為vonMises(Mid)，將標簽設置為Stress43，Expression選擇FirstElement，這樣就創建了ID為43的單元的應力響應。

創建第三個響應Frequency1，文件選擇approaches/nom_1/run__00001/m_2中的plate2.out。Type選擇Frequency，Request選擇Mode1，Component選擇Value，Expression選擇FirstElement。創建第一階模態分析的頻率響應。

3、創建優化設計

添加一個優化設計，類型選擇Optimization。可以在SelectInputVariables查看已定義的設計變量及其上下限值。在SelectOutputResponses中定義目標響應為Volume，目標函數為最小值函數Minimize。定義應力約束stress43，不大于22，定義頻率約束Frequency1不小于32.0。

4、運行優化計算并查看迭代結果

在Specifications中選擇AdaptiveResponseSurfaceMethod(ARSM)優化方法，點擊EvaluateTasks運行優化計算。優化完成后查看各個響應的迭代過程和最終的優化結果。