教程:草绘和优化

草绘桥体、创建设计空间、运行优化并浏览优化后的形状。

在本课中您将学习到:
  • 使用草绘工具
  • 施加固定约束
  • 施加一个压力
  • 施加对称
  • 定义设计空间
  • 运行优化
  • 探索优化的形状


草绘一个长方形,并拉伸出一个实体

  1. 开始 Inspire。如果已打开,点击文件图标中的新模型工具。
  2. 单击模型视窗右下角的单位系统选择器,并将显示单位更改为 CGS (cm g dyn s)
  3. 选择几何功能区上的以两角点绘制矩形工具。
    此时出现一个草绘平面。
  4. 使用鼠标滚轮进行缩放。
  5. 点击鼠标左键放置第一个角点,再次点击放置相对的角点,即可绘制尺寸为 30 cm x 10 cm 的矩形。
  6. 鼠标右击划过勾选标记以退出,或双击鼠标右键。
  7. 再次双击右键退出草绘模式,进入推/拉模式。
  8. 使用鼠标中键小幅度地旋转模型,然后点击并拖动鼠标左键,将矩形拉伸成一个厚度为 10 cm 的实体。
  9. 双击右键退出推/拉模式。
  10. 点击鼠标中键并拖拽以旋转模型,使 Z 轴位于垂直方向,如下图所示:

使用封闭曲线创建一个孔

  1. 选择“几何”功能区上的以三点绘制矩形工具。
  2. 点击已创建实体一端的正方形作为草绘平面。
  3. 使用鼠标中键旋转并调整视图,如下所示:
  4. 点击鼠标左键两次放置两个底角,然后点击第三次放置对面的中点,即可绘制一个矩形,如上面的视频所示。所绘矩形应高 6 cm、宽 8 cm,并且一边与实体底边重合。
  5. 鼠标右击划过勾选标记以退出,或双击鼠标右键。
  6. 再次双击右键退出草绘模式,进入推/拉模式。
  7. 鼠标左键点击并推动子面,即可在实体上推出一个孔。
  8. 双击右键退出推/拉模式。使用鼠标中键旋转模型至合适的角度。

使用开放曲线剪切实体

  1. 点击模型视窗左下角的旋转至最近的主轴图标,然后使用鼠标滚轮进行缩放,并使用鼠标控制调整视图,如下所示。
  2. 选择“几何”功能区的直线工具。
  3. 点击实体以选择草绘平面。
  4. 若要绘制一条直线,点击鼠标左键两次放置两个端点,第一个端点位于底面角点处,第二个端点位于距离顶边 5cm 处,如下所示。(直线长度大约为 11.1 cm。)
  5. 在矩形的另一端绘制第二条直线,距离顶边 5 cm 处,如下所示:
  6. 鼠标右击划过勾选标记以退出,或双击鼠标右键。
  7. 再次双击右键退出草绘模式,进入推/拉模式。
  8. 点击鼠标左键并推动其中一个三角子面来切割实体。
  9. 点击鼠标左键并推动另一个三角子面来切割相对的一面。
  10. 双击右键退出推/拉模式。使用鼠标中键旋转模型至合适的角度。

创建一个长方形的桥基座

  1. 使用鼠标中键旋转模型至下图所示角度,即可看见桥底。
  2. 选择“几何”功能区上的以两角点绘制矩形工具。
  3. 点击其中一个底面作为草绘平面。
  4. 点击小对话框上的创建新零件按钮。“模型浏览器”中出现一个新零件,而将创建的几何体会被放置在新零件中。
  5. 利用鼠标左键放置两个相对的角点,以在底面上绘制一个 30 cm x 10 cm 的长方形。
  6. 鼠标右击划过勾选标记以退出,或双击鼠标右键。
  7. 再次双击右键退出草绘模式,进入推/拉模式。
  8. 点击并拖住鼠标左键,将该矩形拉伸成一个高为 1 cm 的实体。(或者在文本栏中输入 1.0 并按 Enter 键确认。)
  9. 双击右键退出推/拉模式。使用鼠标中键旋转模型至合适的角度。

施加约束

  1. 调整视图直至可以看到底面上的四个角。
  2. 从“结构仿真”功能区的“载荷”图标上选择施加约束工具。
  3. 将鼠标光标移动到最左侧的角上,直到光标显示为点约束图标。
  4. 左键点击该角施加一个固定约束,该约束即显示为一个小圆锥图案。
  5. 在左前角施加另一个点约束。
  6. 双击该固定约束圆锥。此时显示三个清晰的坐标轴,表明在这三个方向的移动均被锁定。点击图中所示的一个坐标轴,即可在该方向进行移动。(选中的坐标轴会呈现出绿色,连续点击则可在开打和关闭该功能之间进行切换。)
  7. 双击右键退出,左键点击取消选择。此时约束圆锥下方会出现两个绿色轮子,表明此约束在一个方向上可自由移动。
  8. 在其他两个角上施加点约束。双击固定约束圆锥,并选择下图所示的坐标轴,从而使固定约束可在两个方向上自由移动。
  9. 双击右键退出,左键点击取消选择。红色的固定约束圆锥图标下方出现两个绿色的球,表明固定约束可在两个方向上自由移动。
  10. 缩小并调整视图。此时即出现如下模型:

定义设计空间

  1. 右键点击桥体零件。选中零件呈现为黄色,此时弹出一个右键菜单。
  2. 从菜单中选择设计空间。在运行优化时,所有被定义为设计空间的零件都将会生成一个新形状。
  3. 如果不可见,请按 F2 打开“模型浏览器”。
  4. 在选中桥体零件时,选择“模型浏览器”中的 Part 1。相应文本栏变为可编辑状态。
  5. 输入 "bridge" 并按 Enter 键来重命名该零件。
  6. 选择 Part 2 并在“模型浏览器”中将其重命名为 "base"。
  7. 鼠标左键点击模型视窗中的空白处,取消选定零件。此时桥体零件变为设计空间,其在未选中状态下显示为红棕色。

施加一个压力

  1. 调整视图,使模型如下图所示:
  2. 结构仿真功能区的载荷图标上选择施加压力工具。
  3. 将鼠标光标移动至基座上方,鼠标左键点击顶面,施加一个压力。
  4. 此时弹出该压力的小对话框,通过该工具栏可修改其方向或大小。在文本栏中输入 10 Ba 并按 Enter 键。
  5. 鼠标右击划过勾选标记以退出,或双击鼠标右键。

施加形状控制

  1. 在“结构仿真”功能区中的“形状控制”图标上选择对称工具。
  2. 此时弹出二级功能区,默认选中对称的工具。
  3. 左键点击设计空间。此时显示三个红色对称平面,表明三个平面全部处于激活状态。
  4. 点击某一对称平面,切换其打开和关闭状态。取消选定下图所示的水平平面,该平面即变成透明状态。
  5. 鼠标右击划过勾选标记以退出,或双击鼠标右键。

运行优化,生成形状

  1. 从“结构仿真”功能区的“优化”图标中选择运行优化工具。

    此时会出现“运行优化”窗口。


  2. 选择最大化刚度作为优化目标
  3. 对于质量目标,请确保从下拉菜单中选中设计空间总体积的 %,并且选择 10,以生成占设计空间总材料的 10% 的形状。
  4. 厚度约束下,将最小更改为 1.3 cm
  5. 点击窗口下端的运行按钮来运行优化。此时会弹出优化运行状态窗口,并显示此次运行状态的进度条。(括号中的数字为计数器,每次运行新优化时该计数器均会增加一次。)
  6. 运行成功完成后,进度条会变成一个绿色圆圈。
  7. 双击运行状态窗口中的运行名称。生成的形状即会显示在模型视窗中。

探索优化结果

  1. 首次查看优化后的形状时,形状浏览器会出现在模型视窗的右上角。
  2. 调整视图,以获得更佳的可以俯视桥体的角度。
  3. 点击并拖动形状浏览器中的拓扑滑块,增加或减少设计空间中的材料。
  4. 注意:如果增加材料总量,桥体顶部即会出现新的几何体。这表明可能需要增加设计空间总体积的 % 来重新运行优化。
  5. 选择形状浏览器中的转换到设计空间,查看初始设计空间。如果已退出形状浏览器,可以点击优化图标中的桥体,随时查看由最新运行的优化而生成的形状。
  6. 当在该零件上运行更多的优化时,所有新增运行都将出现在形状浏览器的列表中。点击列表中的某个运行,查看该运行后所得到的优化形状。
  7. 要保存和导出优化后的形状,请参见“保存和导出文件”教程。