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Creo7.0創成式設計——智慧設計完全體

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Creo7。0已於2020年4月15日正式釋出,帶來了一系列新功能,具體可參照此文章:Creo7。0已偷跑——新功能全解析!今天我們來探究一下創成式設計的用法。

Creo7。0的創成式設計可以根據你的要求自動進行模型最優設計。與拓撲最佳化不同,創成式設計加入了對加工方法的定義。創成式設計也完全代替了此前的拓撲最佳化功能。以下為PTC對創成式設計的概括:

Creo Generative Topology Optimization automates the design of innovative products based on functional objectives, constraints, loads and manufacturing processes。 The result is a design which is optimized for efficiency and manufacturability in a way that a human designer could not easily produce through traditional methods。

Creo的創成式設計可自動完成基於功能目標、約束、載荷和製造過程的創新產品的設計。其結果是使設計的效率和可製造性得到最佳化,這是人類設計師無法透過傳統方法輕鬆實現的。

我們直接進入正題,下面以一個簡單的模型來說明創成式設計的用法。更高階的應用場景需要你自己去探索和嘗試。

如下圖所示,零件A用來支撐零件B,兩者透過兩根軸聯接在一起。現期望透過創成式設計獲得零件A的最優結構。

Creo7.0創成式設計——智慧設計完全體

1、為零件分配材料

無論是做模擬,還是做拓撲最佳化,還是做創成式設計,第一步都應定義材料。

此處我們直接使用軟體自帶的材料庫中的AL6061。

2、進入創成式設計

從應用程式中進入創成式設計。

Creo7.0創成式設計——智慧設計完全體

可以發現一些圖示與此前拓撲最佳化相似。

3、定義設計空間

可以看到左側有三個命令:起始幾何、保留的幾何和排除的幾何。各個名字的含義如下:

起始幾何:

表示要建立的設計的體積塊的主體。它定義了體積塊限制。最終設計包含在起始幾何內。可以理解為你的初級方案,比如上面的零件A外形。

保留的幾何:

最佳化過程中保持不受影響的主體。這些主體包括在生成的設計中,但其幾何保持不變。這個主要用來定義你想特意保留的部分,比如螺栓孔的周邊保留螺栓安裝面。

排除的幾何:

在最終生成的設計中表示為空體積塊的主體,無任何材料。這些主體將充當阻礙物,解決方案圍繞它們進行求解,而不是在其幾何內部求解。由此而生成的設計具有一個空位,具體取決於排除的幾何的輪廓。這個主要用來避開相鄰的其他零件。

這幾種幾何都要使用

多實體

來做。注意,不同的幾何不能放入一個實體中。

起始幾何

如下:

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保留的幾何

如下,主要為螺栓安裝面。

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排除的幾何

如下。拉伸了一個長方體。表示長方體所在的區域最終不存在特徵。

Creo7.0創成式設計——智慧設計完全體

最後再用一個單獨的實體做兩根軸,方便施加力。這兩根軸不屬於任何上述幾何。

Creo7.0創成式設計——智慧設計完全體

定義完畢後,“創成式樹”會看到如下結構。

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4、新增約束

為模型新增約束,此處我們在底板三個螺紋孔處新增銷約束,在底面新增平面約束。

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5、新增載荷

在兩根軸上新增豎直向下的載荷,大小為每個3000N。記得選擇座標系。

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6、新增接觸

檢視幫助檔案的解釋,新增接觸的目的為:使用接觸來連線模型中的主體。

定義未指定主體與起始幾何之間或兩個未指定主體之間的接觸

。主體透過連線介面相連,

並在分析期間始終保持彼此接觸

。施加的載荷和約束在已連線的主體之間進行了傳遞。生成最終設計時,將考慮在研究中定義的所有接觸。

所以此處我們新增兩根軸(未指定主體)與起始幾何之間的接觸。

7、定義設計條件

既然我們想讓軟體輸出最優結果,那我們必須告訴軟體你的限制條件。

第一個是設計目標。在目前的版本中我們只能定義兩種設計目標,一種是體積百分比,另一種是重量。比如我們要求最終的結果模型的體積不能高於原始幾何的50%。就可以設定體積百分比為50%。

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第二個是設計約束。設計約束就是定義加工方法和材料分佈。加工方法包括三種:增材製造、鑄造和機加工。

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平面對稱指的是可以讓最終模型關於某個面是對稱的,通常這種應用在鑄造模型上,便於分型。

材料分佈描述的是最終結果材料分佈形式。值越小則分佈越均勻;值越大,分佈越分散。針對材料分佈我們最簡單的例子幫助理解。如下圖,在相同邊界下,第一個圖的材料分佈值為10,第二個圖的材料分佈值為90。

Creo7.0創成式設計——智慧設計完全體

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我們把設計條件設定為,質量分數為50%,加工方法為3D列印且對稱分佈。

Creo7.0創成式設計——智慧設計完全體

最終模擬結果如下:

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可以透過“研究設定”來控制模型精細度和計算網格精度。精度越高,計算時間越長。

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8、生成設計

透過“生成設計”功能可以把最終結果輸出出來。

透過“顯示模擬結果”和“動畫演示變形”可以檢視實時模擬結果,並檢視變形的動畫。

Creo7.0創成式設計——智慧設計完全體

根據最新的訊息,在7。0未來的版本中,創成式設計會進一步增強,未來會出現基於雲計算的多方案選型。讓我們拭目以待!

附模型:

連結:https://pan。baidu。com/s/1vS6xksDa7bdms0oko_UtPw

提取碼:4r83