PART.01 Emendate算法介绍
Emendate是一种全新的、特别适合于增材制造的创成式优化设计方法。传统的拓扑优化算法一般为密度法，在优化迭代过程中通过计算密度来进行结构的删减。此项新功能引入的Emendate方法则无需进行灵敏度的计算，而是采用一种类似于满应力尺寸优化的方式来达到创成式设计的目的。
此算法来源于本公司的另一款软件MSC Apex Generative Design（参考[3,4,5]）。而将此算法嵌入到MSC Nastran SOL 200中之后，用户可以在完成从强度计算→传统拓扑优化→创成式设计→Simufact Addictive增材制造工艺仿真分析→3D打印设备进行产品打印的全流程无缝链接，为用户提供更多的便利。
此方法的优势：
► 计算效率高，可以充分利用先进的代数求解器、GPU加速等提速工具；
► 优化结果精度高、无需其它光滑化处理可以直接用于后续的生产；
► 适合于大型装配体、以及复杂非线性应用场景；
► 优化的结果也可以直接输出新的有限元模型，可以直接用于后续强度分析以及其它类型的分析；
► 优化的结果可以直接转换为基于NURBS的CAD数据，便于后续处理；
► 工作流、数据流更为顺畅，减少用户在不同软件操作过程中的数据传递和转换；
► 与原有SOL 200拓扑优化相比的界面改动非常小，极易上手使用。
PART.02 MSC Apex对此功能的支持
MSC Apex对此MSC Nastran拓扑优化以及此方法有完整的前后处理界面支持，用户在完成所需的约束和载荷定义之后，在优化定义阶段定义设计空间（约束和载荷加载区域自动定义为非设计空间）、最大应力、目标结构的复杂程度即可开始执行计算分析。
图1 界面
完成计算分析后，会自动输出常规的结果文件（h5、f06、f04、log等），同时会创建保存两类文件夹。名为“jobname_itxxxx_opti”的文件夹中包含第xxxx个迭代循环过程中得到的*.ply文件。此类文件类似于*.stl文件，除了包含几何数据外，还包含了Emendate计算结果。名为“jobname_itxxxx_anlysis”的文件夹包含了第xxxx次迭代循环的网格文件和Nastran计算结果。这些结果可以导入MSC Apex或MSC Apex Generative Design进行查看。
图2 结果形式
PART.03 算例分享
下面给出几个算例来展示一下此方法的功能，算例来源见[2、6]
算例一
此例为一个连接臂结构，左侧通过RBE3固支、右侧通过RBE3加载一个力载荷，设计要求重量最小，应力不超过70MPa，下图给出了优化结果。
图3 优化前
图4 优化后
算例二
此例中包含三个静力学载荷工况，设计空间为结构中间灰色区域，需要设置铸造约束。软件可以给出满足优化设计要求的多种不同的构型，为用户提供了多种选择。
图5 优化前
图6 优化后
算例三
此模型为一个装配体，包含了两个带有接触因素的非线性工况，要求有铸造约束。优化后的结构形式见下图。
图7 优化前
图8 优化后
算例四
此例是针对一个无人机的支臂，要求在第一阶固有频率不小于650Hz的前提下质量最小。下图为优化结果。
图9 优化前
图10 优化后
