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. 从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. 在厚度约束下，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。