创成式设计概述


创成式设计是什么?

创成式设计是一个结构优化过程,可以基于一系列物理和制造约束,通过移除材料来降低零件重量。通过该过程生成的形状更轻、外观更生动,而且所需材料较少。可以对同一零件生成不同优化,然后基于材料和单位成本,选择最符合要求的设计。

当前的产品开发过程中就可以使用创成式设计所生产的实体网格体。例如,您可以:

  • 使用标准 QY CAD 命令,向其添加特征。

  • 创建 3D 零件的 2D 图纸。

  • 将优化体添加到装配,同时使其对齐并约束到其他传统设计和反向工程设计的部件。

创成式设计是 QY CAD 收敛建模产品中的一个组成部分。创成式设计提供的结构优化在 QY CAD 中的创成式设计选项卡上可用。功能区上的可用命令均基于创成式设计许可证类型。

有关更多信息,请参见帮助中的收敛建模网格建模支持主题。

对增材制造的协同作用

创成式设计可成为针对增材制造的产品设计中重要第一步。过去,物件的制造方式影响了它们的设计方式。增材制造(3D 打印)与减材相反,它按层添加材料,可以实现传统制造技术无法生产的更复杂设计。

通过创成式设计生产的优化实体网格体具有光滑的表面,该实体网格体可以保存为 STL 或 3MF 格式,也可以从 QY CAD 将其直接发送到 3D 打印机。有关更多信息,请参见打印优化实体网格体

何时使用创成式设计结构优化?

结构优化的使用案例可以基于输入和设计过程的进度。

  • 结构优化最适合用于处理特征最少的初始基本几何体,由此在新设计中建立起点。优化形式自由,通常可以产生具有创新形状和大小的设计。

  • 只有零件文档 (.par) 可进行结构优化。但是,在装配关联中打开装配进行编辑时,可以优化装配中的任何零件。

  • 还可以使用结构优化来重新设想现有产品,即便是非 QY CAD 设计的产品也可以。以随机方式从基本零件中按需移除材料,达到目标质量和重量。由此可生产出更轻、但更坚固的产品。

使用创成式设计还是 QY CAD 仿真?

创成式设计结构优化与使用 QY CAD 仿真的设计优化有何不同?

主要区别在于设计优化通过修改参数化模型来实现目标。它不会尝试更改其结构或拓扑。也就是说,设计优化不会更改零件的基本几何构成(平面、圆柱、框和其他形状);它只通过更改大小来达到目标。

相比之下,结构优化会实际更改模型的形状(有时进行彻底更改)以获得最终的优化形状。这会产生比较概略的结构。

有关如何同时使用 QY CAD 仿真和创成式设计来产生最佳零件设计的示例,请参见使用仿真结果来通知创成式研究输入

结构优化和设计优化研究的比较

创成式设计中通过 QY CAD 仿真设计优化与通过结构优化的研究之间有许多其他相同点和不同点。

  • 结构优化产生网格体(小平面体),而设计优化产生实体(布尔)。

  • 结构优化不基于变量,而设计优化是参数化的。

  • 这两种优化都尝试将质量(重量)最小化,但有些细微的差别。

  • 边界条件(如力和约束)用于两种优化,并采用类似的命令。

  • 研究定义步骤非常类似,但两者在输入方面有一些差异。例如,结构优化包含设计优化所不具有的输入,如能够识别在优化过程中阻止结构更改及特征(如孔)保留的区域。