IND4底盘丨CATIA 软件小技能第二篇----优化设计早知道（上）

来源：网络时间：2024-08-12 02:20

在任何以技能熟练程度来吃饭的行当，都有一种随时间增长的财富，叫做‘经验’。新兵蛋子崇拜的眼神看着那清瘦、秃顶、戴着酒瓶底子的老工程师，一脸的敬仰，但同时心情是复杂的，难道当个大拿必须要熬到这样？随着技术的发展，尤其计算机技术的发展，‘经验’ 这一宝贵的财富，不再是一种‘只可意会不可言传’的‘心经’，而成为一种写在了纸面之上的方法、公式......

拓扑优化，这一理论诞生已经快一个世纪了。但真正把它大规模的实用化,还是自70年代计算机发展起来，有限元理论发展起来之后才真正实现。目前几乎所有的有限元软件都有拓扑优化模块。可惜本人只使用过Altair 公司的Hyperworks，它的Optistruct 解算器是专门做拓扑优化的。拓扑优化大致流程是建立优化空间->模型前处理->优化运算->结果解析->模型重建->应力应变分析……

这看着舒坦，但问题来了。作为一个结构设计的工程师，如果完成这一系列的任务，似乎不单单需要掌握CAD 软件，还必须精通有限元软件才行。有限元模型前处理（模型清理，网格划分）那几乎就是累死人的体力活，好多的结构工程师只能无奈放弃了.....

不过现在，我们有救了！今天老李带来了一个小工具。大约2012年的时候，Altair公司收购了一个很小众的软件，将Hyperworks 的拓扑优化解算部分，打包塞进了这个小软件里......将繁杂的有限元部分藏在了最底层, 而让它与工程师交互的部分却十分的和蔼可亲。它就是Altair 公司旗下的 SolidThink inspired，这里老李发誓，这不是一个广告，只是觉得这个小工具是真好用才推荐的。

今天将以一个简单的设计题目来展示它的用法。当然这其中也有CATIA 的贡献，但不是今天的重点，let's started先看设计题目，要求简单明了。为了躲避一个伸出的管子，吊钩不得不拐一个很难受的弯。四个固定点，垂直向下的载荷，情况呢就这么个情况，我们来看具体步骤吧!

step1在CATIA里创建一个设计区域，所谓设计区域，就是这个区域内的材料都是可以删减的，都要参与拓扑运算的。相对应的固定点周围是必须要保留的，叫非设计区域，这一部分是不参与拓扑过程的。所以CATIA part 分2个body 存放设计区域和非设计区域。

step2 SolidThink Inspired 导入CATIA 文件，可以看到solidthink inspired 界面非常的简介，就那几个小命令，半天时间足够全掌握了。导入模型后在需要的区域右键鼠标，勾选Design Space.即设置好了设计区域（如果用HY现在还在吭哧着清理模型呢）。

step3 创建边界条件，施加载荷，SolidThink inspired 的边界和载荷在同一个图标当中，选择不同的位置有不同的结果。边界为标准6自由度边界条件，可以施加在模型定点、棱边、面、轴线.....等等位置，可以选择开启几项自由度；载荷分多钟，有均不力、压力、力矩等，施加条件同上，如下图固定了四个螺栓孔，在吊钩位置施加垂向载荷100N。