适读人群 ：本书是学习OptiStruct结构分析技术的必备手册，可作为从事机械、汽车、航空航天、船舶、电子等行业的工程技术人员的自学或参考用书，也可作为理工科院校相关专业师生的教学用书
-- 静力学+动力学+非线性+疲劳+热/流体/声场分析，类型全面，讲解详细。
-- 基础理论+算法模型+卡片详解+分析实例，学习路径清晰全面，轻松入门到进阶。
-- 50多个工程实例，详解分析要点和操作步骤，近700分钟配套视频直接扫码观看。
-- 全面丰富的基础知识、分析思路、分析流程，也十分适合辅助学习其他CAE工具书。

《OptiStruct结构分析与工程应用》共28章，主要介绍了OptiStruct的线性分析、非线性分析、频率响应分析、动力学分析、复合材料分析、疲劳分析、热传导分析等功能。线性分析有常用的线性静力学分析、模态分析、线性屈曲分析、惯性释放分析等;非线性分析有材料非线性分析、几何非线性分析、接触非线性分析等;疲劳分析有高周、低周、焊接、振动等。全书在简要讲解相关理论的基础上，较全面地阐述了OptiStruct各结构分析功能模块的使用方法，并包含丰富的航空航天、汽车等行业的工程应用实例。
《OptiStruct结构分析与工程应用》可作为机械、汽车、航空航天、船舶、军工、电子及家电等相关行业工程技术人员的自学或参考用书，也可作为理工院校相关专业师生的教学用书。

作者为Altair技术团队成员，具有扎实的CAE理论基础，一直为国内外汽车、航天航空、电子等各种行业的产品设计提供技术支持与解决方案，具有非常丰富的工程实战经验，并有丰富的图书写作经验。

序
前言

第1章 Altair及OptiStruct软件介绍
11 Altair简介
12 Altair HyperWorks简介
13 OptiStruct发展历史
14 OptiStruct功能介绍及特点
15 OptiStruct主要应用行业

第2章 OptiStruct分析基础
21 模型文件组成及基本格式
211 fem文件组成
212 fem文件基本格式
22 单元类型
221 0D单元
222 1D单元
223 2D单元
224 3D单元
23 材料类型
24 分析类型
25 OptiStruct计算提交
251 HyperMesh界面提交
252 OptiStruct任务管理器提交
253 通过脚本提交
26 OptiStruct结果文件

第3章 结构基础分析
31 线性静力学分析基本理论
32 线性屈曲分析基本理论
33 惯性释放分析基本理论
34 线弹性材料
35 常用单元类型
351 实体单元
352 壳单元
353 1D单元
354连接单元
355 轴对称单元
356 平面应变单元
36 约束及载荷
361 固定约束/强制位移
362 集中力
363 压强
364 力矩
365 重力
366 离心力
367 LOADADD
37 结构分析基础实例
371 实例：框架模型线性静力学分析
372 实例：飞机舱段结构屈曲分析
373 实例：汽车转向节惯性释放分析

第4章 结构动力学基础
41 自由振动
411 无阻尼系统
412 有阻尼系统
42 强迫振动
421 简谐激励振动（时域）
422 简谐激励振动（频域）
423 一般激励振动（时域）
424 一般激励振动（频域）
43 多自由度系统动力学
431 动力学方程
432 边界条件SPC/SPCD

第5章 模态分析
51 实模态分析
511 基本方程
512 模态振型及频率
513 比例阻尼
514 结构阻尼
515 SDAMPING阻尼
516 刚体模态
517 模态有效质量
52 特征值解法 EIGRL / EIGRA
521 兰索士(Lanczos)法
522 AMSES模态求解加速算法
53 复模态分析 EIGC
531 基本方程
532 复模态的基本特性
54 分析实例
541 实例：白车身的模态分析
542 实例：制动系统的复模态分析
543 实例：车辆声振耦合复模态分析

第6章 瞬态响应分析
61 瞬态激励的形式
611 初始条件
612 瞬态激励
62 直接法瞬态响应分析
621 直接法瞬态分析方法
622 直接法阻尼类型
63 模态法瞬态响应分析
631 模态法瞬态分析方法
632 模态截断
633 模态法阻尼类型
64 卡片说明
641 TSTEP卡片
642 DLOAD卡片
643 TLOADi卡片
644 DAREA卡片
645 SPCD卡片
646 TABLEDi卡片
647 TABDMP1卡片
648 TIC卡片
65 输出控制
651 SET集合
652 其他输出控制
66实例：铁塔的地震激励响应

第7章 频率响应分析
71 频域激励的形式
72 直接法频率响应分析
73 模态法频率响应分析
74 剩余模态
75 阻尼类型及频变参数
76 卡片说明
761 RLOADi卡片
762 FREQi卡片
763 PBUSHT卡片
764 MATFi卡片
77 输出控制
78 实例：设备支架的偏心载荷响应

第8章 随机响应分析
81 随机过程及统计
811 均值及方差
812 线性叠加性
813 相关函数与功率谱
82 随机响应分析
83 输出控制
831 均方根、自功率谱密度
832 互功率谱密度
84 卡片说明
841 TABRND1卡片
842 RANDPS卡片
85 实例：电池包的台架随机振动

第9章 响应谱分析
91 响应谱分析的表达式
911 基础冲击激励的模态坐标
912 峰值响应的近似表达
92 响应谱曲线
921 曲线定义
922 曲线特征
93 峰值响应的组合
931 模态组合
932 正交载荷组合
94 卡片说明
941 DTI,SPECSEL卡片
942 RSPEC卡片
95 实例：建筑物的冲击响应

第10章 超单元
101 基本概念及流程
102 模态综合法超单元（CMS）
1021 GUYAN缩聚
1022 CBN动态缩聚
1023 GM动态缩聚
103 动力分析超单元（CDS）
104 使用超单元
1041 超单元阻尼形式
1042 超单元输出格式
1043 超单元加载 ASSIGN/K2GG/
105 卡片说明
1051 SPOINT卡片
1052 ASET / ASET1卡片
1053 BSET / BSET1卡片
1054 CSET / CSET1卡片
1055 CMSMETH卡片
1056 CDSMETH卡片
1057 MODEL卡片
1058 DMIGNAME卡片
1059 DMIGMOD卡片
106 实例：声振耦合超单元应用

第11章 转子动力学分析
111 转子动力学基本概念
1111 Jeffcott转子
1112 偏置转子
112 转子动力学有限元建模
113 转子的临界转速分析
114 实例：3D实体转子分析

第12章 声固耦合分析
121 声腔建模
1211 声腔建模方法
1212 实例：汽车声腔建模
122声腔模态分析及实例
123 声固耦合分析
1231 声固耦合频响分析基础理论
1232 ACMODL卡片
1233 结构激励
1234 声腔激励
124 吸声单元
1241 吸声材料基本性能指标
1242 CAABSF单元
1243 PAABSF卡片
1244 实例：驻波管中的吸声单元应用
125 实例：整车声固耦合频响分析

第13章 NVH外声场分析
131 Equivalent Radiate Power（ERP）
1311 ERP基础理论
1312 ERP分析流程
1313 ERP分析通用卡片设置
1314 实例：消声器前盖ERP分析
132 Radiated Sound Output Analysis (RADSND)
1321 RADSND基础理论
1322 RADSND分析流程
1323 RADSND分析通用卡片设置
1324 实例：消声器前盖RADSND分析
133 无限元方法
1331 无限元分析基础理论
1332 无限单元及其创建方法
1333 无限元分析指南
1334 无限元分析流程
1335 实例：发动机缸体辐射噪声计算

第14章 NVH诊断分析与优化
141 传递路径贡献量分析（TPA）
1411 传递路径贡献量理论基础
1412 PFPATH卡片
1413 实例：整车模型TPA分析
142 模态贡献量分析（MPA）
1421 模态贡献量理论基础
1422 PFMODE卡片
1423 实例：发动机悬置安装点动刚度分析
143 节点贡献量分析（GPA）
1431 节点贡献量理论基础
1432 PFGRID卡片
1433 实例：整车模型节点贡献量分析
144 面板贡献量分析（PPA）
1441 面板贡献量理论基础
1442 PFPANEL卡片
1443 实例：车身面板贡献量分析
145 功率流分析
1451 功率流理论基础
1452 功率流分析卡片
1453 实例：框架结构功率流分析
146 设计灵敏度分析（DSA）
1461 设计灵敏度理论基础
1462 设计灵敏度分析相关卡片
1463 实例：框架结构设计灵敏度分析
147 峰值自动筛选（PEAKOUT）
1471 峰值自动筛选理论基础
1472 PEAKOUT卡片
1473 PEAKOUT卡片调用示例
148 实例：整车NVH诊断优化

第15章 结构非线性静力学分析基础
151 结构非线性方程及求解方法
1511 牛顿下山法
1512 增量加载
1513 非线性方程收敛准则
152 OptiStruct非线性分析通用卡片设置
1521 NLPARM卡片
1522 NLADAPT卡片
1523 NLOUT卡片
1524 PARAM，IMPLOUT，YES/NO卡片
1525 MONITOR卡片
153 OptiStruct非线性分析结果文件
154 实例：车顶抗雪压能力分析

第16章 材料非线性分析
161 弹塑性材料
1611 弹塑性材料单轴试验曲线
1612 弹塑性材料本构
1613 弹塑性材料分析结果
1614 弹塑性材料卡片
162 超弹性材料
1621 超弹性材料模型
1622 超弹性材料参数获取
1623 超弹性材料卡片
163 黏弹性材料
1631 蠕变与松弛
1632 基本黏弹性模型
1633 蠕变柔量与松弛模量
1634 积分型本构
1635 OptiStruct黏弹性模型
1636 黏弹性材料卡片
164 黏胶材料
1641 不考虑损伤的黏胶模型
1642 考虑损伤的黏胶模型
1643 黏胶材料建模
1644 黏胶材料分析结果
1645 黏胶材料卡片
165 垫圈材料
166 非线性连接
1661 非线性弹簧
1662 铰连接
167 材料非线性分析实例
1671 实例：车门下垂分析
1672 实例：密封圈受压自接触分析
1673 实例：管道蠕变分析
1674 实例：黏胶分析

第17章 几何非线性分析
171 非线性屈曲分析
1711 非线性屈曲基本理论
1712 OptiStruct弧长法中的时间步
172 初始缺陷的引入
173 依赖于变形的载荷
174 卡片说明
1741 几何非线性的激活
1742 跟随力的激活
1743 弧长法控制卡片
1744 初始缺陷的引入
175 实例：拱形结构屈曲分析

第18章 接触非线性分析
181 接触离散
182 接触约束的引入
1821 法向接触刚度
1822 切向接触刚度
183 接触类型
184 其他接触控制参数
1841 法向接触力方向
1842 搜索间距
1843 接触调整
1844 接触间隙
1845 接触面相对滑移
1846 接触厚度
1847 接触稳定
1848 接触友好单元
1849 不分离接触
18410 自接触
185 接触分析结果
186 接触卡片
187 接触分析实例
1871 实例：卡扣的插拔
1872 实例：橡胶圈自接触

第19章 高级结构非线性分析
191 连续工况分析
1911 CNTNLSUB卡片
1912 实例：橡胶圈连续工况分析
192 螺栓预紧分析
1921 螺栓预紧工作原理
1922 螺栓预紧卡片
1923 实例：轴承支座螺栓预紧分析
193 接触及单元的激活与去除
1931 接触及单元的激活与去除卡片
1932 实例：多个螺栓的激活与去除
194 重启动分析
1941 重启动卡片
1942 实例：重启动分析
195 非线性分析问题诊断及对策
1951 模型中存在刚体位移
1952 接触稳定
1953 最后一个增量步不收敛
1954 接触没有完全收敛
1955 塑性变形过大

第20章 非线性隐式动力学分析
201 隐式动力学理论基础
2011 广义α方法
2012 后退的欧拉方法
202 非线性瞬态分析中的阻尼
203 连续工况分析
204 隐式动力学卡片设置
205 实例：撞击车身隐式动力学分析

第21章 疲劳分析理论基础
211 疲劳破坏机理
212 疲劳分析基本术语
213 疲劳破坏影响因素
214 疲劳分析方法
215 SN疲劳曲线的获得
216 雨流计数
217 疲劳损伤累积
218 比例加载与非比例加载

第22章 高周疲劳分析
221 SN曲线
222 疲劳载荷历程
223 单轴疲劳
2231 单轴疲劳评估方法
2232 平均应力修正
2233 单轴疲劳分析流程
224 多轴疲劳
2241 多轴疲劳评估方法
2242 多轴疲劳分析流程
225 高周疲劳卡片
226 高周疲劳分析实例
2261 实例：副车架单轴疲劳分析
2262 实例：副车架多轴疲劳分析

第23章 低周疲劳分析
231 单调载荷下的应力应变曲线
232 循环载荷下的应力应变曲线
233 滞回曲线
234 应变疲劳EN曲线
235 单轴疲劳分析
2351 Neuber应力修正
2352 平均应力修正
236 多轴疲劳分析
2361 非比例硬化
2362 弹塑性应力修正
2363 多轴疲劳评估方法
237 低周疲劳卡片
238 低周疲劳分析实例
2381 实例：转向节单轴低周疲劳分析
2382 实例：转向节多轴低周疲劳分析

第24章 焊接疲劳分析
241 焊点疲劳分析
2411 焊点疲劳建模方法
2412 焊点疲劳评估方法
2413 焊点疲劳平均应力修正
2414 焊点疲劳厚度修正
2415 焊点疲劳卡片
242 焊缝疲劳分析
2421 焊缝基本术语
2422焊缝疲劳建模方法
2423 焊缝疲劳评估位置
2424 焊缝疲劳评估方法
2425 焊缝疲劳厚度修正
2426 焊缝疲劳平均应力修正
2427 焊缝疲劳卡片
243 焊接疲劳分析实例
2431 实例：某零件焊点疲劳分析
2432 实例：车架焊接疲劳分析

第25章 振动疲劳分析
251 瞬态疲劳
252 扫频疲劳
2521 线性扫频疲劳评估
2522 对数扫频疲劳评估
2523 定频疲劳评估
2524 扫频疲劳卡片
253 随机振动疲劳
2531 功率谱惯性矩
2532 应力幅值概率密度函数
2533 总循环数
2534 损伤及寿命的计算
2535 随机振动疲劳卡片
254 振动疲劳分析实例
2541 实例：电池包随机振动疲劳分析
2542 实例：电池包扫频疲劳分析

第26章 高性能计算
261 高性能计算相关术语
262 硬件资源
263 软件算法
2631 模态快速算法
2632 并行算法
264 内存管理
265 HPC最佳实践

附录A 电子版资源
A1 第27章结构热传导分析
A2 第28章多物理场耦合分析

Altair（澳汰尔）是一家全球技术公司，在产品开发、高性能计算和数据智能领域提供软件和云解决方案。自1985年成立以来，Altair一直致力于为企业的决策者和工程技术人员开发用于仿真分析、优化、信息可视化、流程自动化和云计算的高端技术。
Altair开发的HyperWorks是较为完整的CAE建模、可视化、有限元分析、结构优化和过程自动化等领域的软件平台。HyperWorks始终站在技术的最前沿，为全球的客户提供先进的产品解决方案。其中的OptiStruct模块是面向产品设计、分析和优化的有限元分析及优化软件，并拥有全球领先的优化技术。
OptiStruct在最近几年得到了突飞猛进的发展，但是关于OptiStruct的图书的出版还停留在2013年的《Optistruct & HyperStudy理论基础与工程应用》一书。该书显然已不适用于最新的OptiStruct，为了填补这一空白，Altair又基于近期软件版本编写了《OptiStruct及HyperStudy优化与工程应用》和《OptiStruct结构分析与工程应用》，分别详细讲解OptiStruct优化和OptiStruct结构分析。本书使用的软件为2020版。

本书内容
本书共28章，主要内容如下。
第1章介绍了Altair及OptiStruct软件。
第2章介绍了OptiStruct分析基础，包括模型文件组成及基本格式、单元类型、材料类型、分析类型及OptiStruct计算提交等。
第3章介绍了结构基础分析，包括线性静力学分析、线性屈曲分析、惯性释放分析等。
第4~11章介绍了线性动力学分析，包括结构动力学基础、模态分析、瞬态响应分析、频率响应分析、随机响应分析、响应谱分析、超单元及转子动力学分析。
第12~14章介绍了NVH的相关功能，包括声固耦合分析、NVH外声场分析、NVH诊断分析与优化。
第15~20章介绍了非线性分析，包括几何非线性分析、材料非线性分析、接触非线性分析及高级非线性分析等。
第21~25章介绍了疲劳分析，包括高周疲劳、低周疲劳、焊接疲劳、振动疲劳等的分析。
第26章介绍了高性能计算，包括硬件资源、软件算法、内存管理等。
第27章介绍了结构热传导分析，包括瞬态热传导、稳态热传导、线性热传导及非线性热传导等。
第28章介绍了多物理场耦合分析，包括流固耦合、刚柔耦合、热结构耦合等。
因篇幅所限，第27章和第28章作为电子版，这两章的主要内容见附录A。

读者对象
本书内容全面翔实，实例丰富，兼具理论参考价值和实践应用价值，可作为机械、汽车、航空航天、船舶、军工、电子及家电等相关行业工程技术人员的自学或参考用书，也可作为理工院校相关专业师生的教学用书。

如何获取更多资料
Altair是一家非常开放的公司，以帮助客户解决实际问题为技术工作的主要目标,包括在中国无条件免费提供学习资料。
1)关注微信公众号AltairChina（二维码如图01所示），在“技术应用”>“培训资料”中获得网盘下载链接，从中可找到OptiStruct的学习资料。
2)OptiStruct结构分析与工程应用前言2)官方技术博客blogaltaircomcn提供了各种中文技术文章和视频教程，无需账号、密码即可访问，但是下载资料需要注册，二维码如图02所示。
3)nas网盘是Altair对外提供文件下载服务的文件服务器，通常通过微信公众号AltairChina获取下载链接。
4)Altair在bilibili提供了高清教学视频，二维码如图03所示。
图01微信公众号
图02官方技术博客
图03bilibili
5)wwwaltaircomcn提供了大量案例和学习文档、视频等，使用商业客户邮箱注册后方可使用。
本书是Altair中国技术支持部门全体技术人员共同努力的成果，尤其感谢汤凯莉、李岳春、熊春明、吴莉洁、邓锐、王维金、马越峰、李健、牛华伟（排名不分先后）提供的支持。尽管本书已准备了较长时间，但工作时断时续，加上水平有限，不妥之处在所难免，恳请读者批评指正，电子邮箱：support@altaircomcn。