前沿 | 结构创新&轻量化设计新思路——认知增强设计

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耀唐解读

前沿 | 结构创新&轻量化设计新思路——认知增强设计

为了在当今市场中保持竞争力,设计工程师需要更大限度的减少零件重量、更大限度地提高刚度、降低成本和优化材料使用。此外,还需要提供客户所要求的新美学。因此,设计领域将迅速变化,所涉及的流程也将迅速变化。

基于3DE CATIA 认知增强设计角色,达索系统提供了一个新的直观工作流程,允许非专业设计人员根据功能规格自动生成概念零件,可以使用建模功能来创建基本形状模型(亚模型),然后只需设定相关功能规格(包括材料分配,机械干涉、负载案例、减重目标和所需的制造工艺流程)即可实现目标结构的自动化设计。

 

概念-认知增强设计

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从原始未结构优化的亚模型(支持单一零件和多零件构成的装配零件)借助拓补优化、仿真分析技术生成基于增材制造、机加工或者铸造等生产工艺的轻量化产品结构的设计过程。

CATIA 认知增强设计的一般工作流程:

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  • 1-4前处理阶段:处理原始设计模型,包括设定固定锁附结构(即不希望进行结构拓补优化的部位,例如需要施加力、约束的位置。)、赋予产品材料、设定CAE 分析网格大小、零件之间的连接关系、设计过程中载荷和边界条件的施加。

  • 5-8求解分析阶段:根据前处理阶段设定的相关参数,计算机进行求解分析,并根据设定的减重百分比等参数生成概念形状,对概念形状进行反复校核,以确保满足工况条件和轻量化目标。

  • 9-10后处理阶段:对计算机求解分析出的概念模型安装给定的KPI进行多方案权衡比较,确定更优方案后利用CATIA 强大的IMA 曲面重建模块,可针对不同的制造工艺(例如3D 打印技术、机加工、铸造工艺)在概念模型的基础上做详细设计。

 

亮点-认知增强设计

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相较于传统设计流程,认知增强设计带来了很多创新性功能,例如传统的结构优化需要借助不同的软件,CAD 建模软件、结构拓补优化软件、CAE 分析软件,在不同的软件中间需要频繁的数据转换。

在新一代的CATIA 认知增强设计流程中,在一个软件中,一名结构设计工程师就可以在熟悉的建模软件中运用拓补优化、CAE分析校核功能生成更优的产品结构模型,并且导航式的流程向导更可以让工作高效的完成。

Trade Off Studies-多方案权衡对比

【通过设定不同的优化目标进行多概念模型生成,并进行KPI 打分对比,优选出合理方案。】

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· 对比不同的实体模型以找到更好的、最适合的方案。

形状重建-优化拓补运算优化后实体模型

【通过CATIA 强大IMA 曲面重建技术生成可制造的零件模型,并可对模型自动进行CAE 校核,以确保零件满足实际工况要求。】

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· 可通过IMA 细分曲面技术对零件外形进行快速优化重构。

· 对优化重构后的模型进行CAE 自动校验。

 

成功案例

在航空航天、汽车交通和机械设备行业,目前CATIA认知增强设计受到越来越多工程人员的青睐,借助新一代认知增强设计工作流,有效地缩减了研发周期,加速结构创新、优化,实现结构轻量化目标。

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  总  结

YAOTANG

 

CATIA认知增强设计:
– 新一代CAD——认知增强设计。
– 支持各行业机械结构创新设计、优化、减重。
– 增强竞争力,节能减排、降成本、涨运力、长续航。

 

 

 

 

END

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