HyperStudy是Altair公司开发的一款多学科优化软件，它可以帮助工程师在设计过程中快速找到最优解，实现更低成本高质量的设计。

HyperStudy的优化过程涉及多个学科领域，包括结构、流体、声学、热传导等，可以通过建立多学科模型来实现全局优化。同时，HyperStudy还提供了多种优化算法，包括遗传算法、粒子群算法、模拟退火算法等，可以根据具体问题选择最合适的算法进行优化。

使用HyperStudy进行多学科优化，可以在设计过程中充分考虑各种因素，包括材料成本、制造工艺、性能要求等，从而实现更低成本、更高质量的设计。此外，HyperStudy还可以进行参数化设计，帮助工程师快速找到最优解，并且可以对设计方案进行可视化分析，方便工程师进行决策。

(资料图片仅供参考)

采用HyperStudy进行多学科优化可以大大提高设计效率和设计质量，为企业节约成本，提升竞争力。

本文将介绍如何使用Hyperworks中的HyperStudy进行多学科尺寸优化。我们将使用Hyperworks帮助文档tutorials\hst\HS-4210中的plate1.tpl和plate2.tpl作为示例。

这两个模型都是使用Optistruct求解器创建的平板有限元分析模型。我们将使用HyperStudy来优化这些模型的尺寸，以使其在给定的约束条件下尽可能地减少重量。

首先，我们需要为每个模型创建一个分析任务。打开HyperStudy，选择“新建项目”并创建一个新项目。在“分析”选项卡中，单击“新建分析任务”，选择plate1.tpl模型，并选择Optistruct求解器。

接下来，我们需要定义设计变量。在“设计变量”选项卡中，单击“新建设计变量”并定义尺寸变量。我们可以选择尺寸变量的初始值、上下限和步长。

我们还需要定义目标函数。在“目标函数”选项卡中，选择“新建目标函数”并定义重量作为目标函数。我们可以选择最大化或最小化目标函数，并定义约束条件。

在“约束条件”选项卡中，我们可以定义任何其他约束条件，例如最大应力或最大位移。我们还可以添加其他学科，如热学或流体力学，以进行多学科优化。

最后，在“优化”选项卡中，我们可以选择优化算法和设置收敛准则。

一旦我们完成了这些步骤，我们可以运行优化，并查看结果。HyperStudy将自动运行多个分析任务，并生成优化结果。我们可以使用结果浏览器来查看各种结果，例如设计变量的最终值、目标函数的值以及任何约束条件的值。

打开plate1.tpl和plate2.tpl，可以看到文件中定义的三个设计变量TH1、TH2、TH3。

打开plate1.tpl和plate2.tpl，可以看到文件中定义的三个设计变量TH1、TH2、TH3。

在PSHELLData段可以看到设计变量和属性进行了关联。

1、优化模型设置

在Hyperstudy中添加两个类型为ParameterizedFile的优化模型，源文件分别选择plate1.tpl和plate2.tpl，在求解输入文件中输入plate1.fem和plate2.fem用于保存求解文件，求解器选择OptiStruct(os)。

点击ImportVariables按钮导入设计变量，plate1.tpl和plate2.tpl文件中的6个设计变量将会被导入到模型中。在DefineInputVariables中的Links标签页点击plate2的三个设计变量后面的Expression，设置其与plate1对应的设计变量相等，建立两个模型设计变量之间的关联关

在Specifications中选择NominalRun，运行一次初始计算。

2、创建响应

在DefineOutputResponses中点击FileAssistant按钮，通过初始计算文件创建响应。在approaches/nom_1/run__00001/m_2中选择plate2.out文件，读取技术选择Altair®HyperWorks®，时间步选择Singleiteminatimeseries。将Type和Request设置为Volume，Component设置为Value。

点击Nest，将标签设置为Volume，Expression设置为FirstElement，点击Finish创建第一个体积响应Volume。

用同样的方法创建第二个响应stress43，文件选择approaches/nom_1/run__00001/m_1中的plate1.h3d。在响应定义对话框中将Subcase设置为Subcase1(Load)，将Type设置为ElementStresses(2D&3D)(2D)，将Request设置为E43，将Component设置为vonMises(Mid)，将标签设置为Stress43，Expression选择FirstElement，这样就创建了ID为43的单元的应力响应。

创建第三个响应Frequency1，文件选择approaches/nom_1/run__00001/m_2中的plate2.out。Type选择Frequency，Request选择Mode1，Component选择Value，Expression选择FirstElement。创建第一阶模态分析的频率响应。

3、创建优化设计

添加一个优化设计，类型选择Optimization。可以在SelectInputVariables查看已定义的设计变量及其上下限值。在SelectOutputResponses中定义目标响应为Volume，目标函数为最小值函数Minimize。定义应力约束stress43，不大于22，定义频率约束Frequency1不小于32.0。

4、运行优化计算并查看迭代结果

在Specifications中选择AdaptiveResponseSurfaceMethod(ARSM)优化方法，点击EvaluateTasks运行优化计算。优化完成后查看各个响应的迭代过程和最终的优化结果。