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仿真驱动设计,促进工程设计与工业设计的融合

2016/12/12    来源:e-works    作者:e-works整理      
关键字:solidThinking  仿真驱动设计  
2016年12月1日,由e-works数字化企业网、长沙市智能制造研究院主办,长沙市软件行业协会协办的2016年(第十二届)产品创新数字化国际峰会在长沙盛大开幕。Altair中国公司solidThinking产品经理张卫明先生在论坛上发表了题为《仿真驱动设计,促进工程设计与工业设计的融合》的演讲,本文根据演讲内容整理而成。

    2016年12月1日,由e-works数字化企业网、长沙市智能制造研究院主办,长沙市软件行业协会协办的2016年(第十二届)产品创新数字化国际峰会在长沙盛大开幕。Altair中国公司solidThinking产品经理张卫明先生在论坛上发表了题为《仿真驱动设计,促进工程设计与工业设计的融合》的演讲,本文根据演讲内容整理而成。

图1 Altair中国公司solidThinking产品经理张卫明

图1 Altair中国公司solidThinking产品经理张卫明

    大家上午好,很高兴与大家一起分享Altair的技术,也非常感谢e-works创造这样一个机会,让我能与大家面对面交流。今天我的演讲题目是《仿真驱动设计,促进工程设计与工业设计的融合》,主要介绍基于基层设计人员的一些工作。

图2 利用Altair仿真设计的一款摩托车

图2 利用Altair仿真设计的一款摩托车

    在座的可能已经有人在Altair展台前看到过这款车子,非常具有有吸引力,是我们欧洲同事在刚刚结束的Formnext展会上的一个展示。这款车子是由Airbus集团APWorks公司提供的全新设计的一个例子,利用的是Altair的仿真与优化技术研发平台,包括建模和可视化技术、多物理场仿真和优化技术。

图3 比较现代化的摩托车

图3 比较现代化的摩托车

    上图是一款比较现代化的摩托车,他采用了什么样的技术呢?接下来我将主要介绍这方面的内容。

    其实很多时候,我们看到的都是类似于这样设计的摩托车,设计师是如何实现的呢?首先要有设计要求,即设计条件,作为一个设计师在一开始设计这款车时就会考虑需要满足什么条件?例如摩托车计划载几个人,怎么用仿真驱动设计这个流程满足你提的要求。设计师看到有这样一个流程后会觉得很惊奇、很惊喜,因为它提供了一个非常好的设计灵感。通过仿真驱动设计这个流程,设计师可以勾勒一个模型,而且这个模型是符合一定的物理结构,基于此模型从而给出比较漂亮的设计。

    这其中用到的后台技术称之为拓扑优化技术。拓扑优化技术,就是在给定负载和边界条件下找到设计空间中的最佳材料分布方式。当然,在过去的20年中,Altair的拓扑优化技术广泛应用于众多行业,包括汽车、航空航天、日用品、家电行业都用得非常非常多。

    如何将拓扑优化融入到研发流程?传统的产品设计过程基本上是按照研发概念、详细设计,验证和原型等阶段,而拓扑优化设计流程是按照概念设计,运用仿真驱动设计,将设计人员向前提前一步,从而能够高效地去设计产品,有利于缩短产品的生产周期,节约成本。

图4 飞机舱门铰链设计

图4 飞机舱门铰链设计

    分享一些拓扑优化的案例,第一个是飞机舱门铰链设计。大家可以看到,飞机舱门通过拓扑优化设计,使得新设计的舱门重量有效减少,设计时间大幅缩短,这就是时下提倡的一种创新设计。通过拓扑优化,第一为设计人员提供最优方案,改变原有设计流程,缩短研发周期;第二帮助企业实现产品减重,节省成本;第三获得性能更优的产品。

    这个拓扑优化技术所使用到的软件为solidThinking INSPIRE,操作流程非常简洁方便,时间关系就不展开介绍了。作为一个设计师也不会花很多时间在软件操作上,让工程师从软件的使用中释放出来,更多关注于产品的设计。

图5 拓扑优化案例之台灯设计(一)

图5 拓扑优化案例之台灯设计(一)

图6 拓扑优化案例之台灯设计(二)

图6 拓扑优化案例之台灯设计(二)

    拓扑优化设计的案例有很多,如家家户户都会用到的台灯,它的设计是什么样的?从关注电路结构,机械性结构开始,第一步给出台灯大致的形状,然后是台灯需要满足的条件,如放在桌子不能倒下来,就要考虑台灯的重心位置,再把其他需要的条件在优化软件中设置,就形成一个非常别致的。通过仿真驱动设计的流程为设计者提供一个设计思想,然后设计师将此模型变成一个实实在在的设计,与日常生活比较贴近的产品,这样得到的设计产品曲线很光滑,设计速度很快。

责任编辑:马倩
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