HyperWorks 2017， 发布助力3D打印轻量化设计

轻量化结构的优势其实不难理解，而要实现轻量化，宏观层面上可以通过采用轻质材料，微观层面上可以通过采用高强度结构钢这样的材料使零件设计得更紧凑和小型化，有助于轻量化。而3D打印带来了通过结构设计层面上达到轻量化的可行性。具体来说，3D打印通过结构设计层面实现轻量化的主要途径有四种：中空夹层/薄壁加筋结构、镂空点阵结构、一体化结构实现、异形拓扑优化结构。据南极熊了解，2017年4月17-27日，HyperWorks 2017 中国区发布会分别在深圳、北京、上海和西安成功举行。共有来自汽车、航空航天、重型机械、船舶、电子、消费品、国防军工等行业的工程师、设计师、技术主管、IT人士和相关专业的科研院校师生等500多人参会。

HyperWorks 2017针对基于模型的开发、电磁学、非线性结构分析、建模和网格划分、多物理场和多学科分析以及轻量化设计和优化等领域添加了多项功能，进一步打造完整的创新仿真平台。此外，Altair合作伙伴联盟中新增了新的产品和工具，为用户提供最新最庞大的工具集。HyperWorks2017将继续帮助用户设计和优化性能卓越、轻质高效的创新产品。

在本次发布会上，Altair 技术专家主要向与会者介绍了HyperWorks2017增强的仿真及优化技术，包含了当前行业热门的非线性结构分析、多物理场和多学科分析、轻量化设计和优化、流体动力学、NVH、碰撞、流固耦合等内容；HyperWorks 2017最新建模与可视化功能，包含了HyperMesh/HyperView/SimLab新功能及ConnectMe™介绍；HyperWorks 2017完整的电磁场解决方案，包含了高频及低频电磁场仿真（FEKO、Flux）、电波传播和无线网络规划WinProp；以及Altair solidThinking产品和高性能计算及资源管理系统PBS Works的产品功能。同时，比亚迪汽车、北汽越野车研究院、上海汇众、西飞技术中心的参会代表还分享了他们在使用HyperWorks方面的实际应用和成功经验。

同时，为了更好地为航空航天行业领域的用户提供专业的解决方案，在本次发布会北京站，特别安排了航空航天技术应用专场，除了展示HyperWorks在建模、结构优化和电磁方面的解决方案，还分享了用户实际应用案例。

此外，本次发布会还吸引了Altair 合作伙伴丽台科技、西安铂力特公司的支持。在发布会期间，丽台科技推出了针对Altair 整机多GPU方案，采用WS2020+ Quadro P6000+Tesla P100，此方案可实现单机前后处理及有限元分析。NVIDIA 的专业 GPU 的图形与计算性能可超级大限度缩短渲染时间、提高互动性，从而加快创作速度，让客户的产品能够更快地上市这是所有设计师向往的。作为Altair solidThinking在军工及航空航天领域的合作伙伴西安铂力特则展示了其3D打印技术，并在北京站的航空航天研讨会上做了主题演讲。

Altair大中国区总经理刘源博士表示：“本次HyperWorks 2017中国区发布会通过现场与直播相结合、新功能与行业应用相结合以及合作伙伴的产品展示为广大用户提供了全方位的技术分享，我们希望通过这样的交流进一步促进各行业的产品创新能力。”

3D打印通过结构设计层面实现轻量化的主要途径有四种：中空夹层/薄壁加筋结构、镂空点阵结构、一体化结构实现、异形拓扑优化结构。

中空夹层、薄壁加筋结构
中空夹层、薄壁加筋结构通常是由比较薄的面板与比较厚的芯子组合而成。在弯曲荷载下，面层材料主要承担拉应力和压应力，芯材主要承担剪切应力，也承担部分压应力。夹层结构具有质量轻、弯曲刚度与强度大、抗失稳能力强、耐疲劳、吸音与隔热等优点。

镂空点阵结构
镂空点阵结构可以达到工程强度、韧性、耐久性、静力学、动力学性能以及制造费用的完美平衡。通过大量周期性复制单个胞元进行设计制造，通过调整点阵的相对密度、胞元的形状、尺寸、材料以及加载速率多种途径，来调节结构的强度、韧性等力学性能。

一体化结构实现
3D打印可以将原本通过多个构件组合的零件进行一体化打印，这样不仅实现了零件的整体化结构，避免了原始多个零件组合时存在的连接结构（法兰、焊缝等），也可以帮助设计者突破束缚实现功能最优化设计。

异形拓扑优化结构
拓扑优化是缩短增材制造设计过程的重要手段，通过拓扑优化来确定和去除那些不影响零件刚性的部位的材料。拓扑方法确定在一个确定的设计领域内最佳的材料分布：包括边界条件、预张力，以及负载等目标。

来源：Altair
延伸阅读：
3D打印实现轻量化的四种途径