结构设计工程师、CAE优化分析师、航空航天/汽车领域轻量化设计人员、增材制造工艺设计师。
理解创成式设计(Generative Design)的基本原理与设计流程。
掌握CATIA创成式设计模块的功能与操作技巧。
能够独立完成复杂结构件的拓扑优化、结果重构与设计验证。
创成式设计概述:创成式设计的概念(由算法根据约束条件自动生成设计方案);与传统设计流程的对比;创成式设计在轻量化、增材制造中的应用价值;CATIA创成式设计模块的功能定位。
CATIA软件基础:CATIA软件界面与基本操作;零件设计模块的回顾;曲面设计模块的回顾;知识工程模块简介。
设计空间的定义:设计区域(Design Space)与非设计区域(Preserved Geometry)的划分;保留区域的确定(安装孔、连接面、关键特征);载荷传递路径的分析;设计空间的优化与调整。
载荷与约束的施加:机械载荷的定义(力、压力、扭矩);边界条件的设定(固定约束、位移约束);热载荷的施加;多工况载荷的组合。
优化目标与约束的设定:优化目标(最小质量、最大刚度、目标频率);制造约束(拔模方向、对称约束、最小成员尺寸、最大成员尺寸);应力约束与位移约束;安全系数的设定。
创成式设计求解:求解器的选择与参数设置;迭代过程的监控;中间结果的查看;收敛判断;求解失败的原因分析与调整。
优化结果的分析:单元密度云图的解读;力传递路径的分析;材料分布的合理性判断;优化结果的性能评估(与原设计对比)。
结果的重构与修复:从密度云图生成几何曲面;曲面的平滑与光顺;实体模型的生成;重构模型的几何检查(缝隙、重叠、自相交);模型的可制造性检查。
增材制造考虑:创成式设计在增材制造中的优势;悬垂结构的处理;支撑生成的最小化;粉末清理的考虑;热变形的补偿。
设计验证:重构模型的有限元分析(应力、变形、频率);与原始优化结果的对比;设计的迭代与微调;最终方案的确认。
多方案比选:不同优化参数的方案生成;方案的评价指标(质量、刚度、可制造性、成本);多目标决策方法;方案的展示与沟通。
综合实战项目:典型结构件(如飞机支架、汽车控制臂、卫星结构板)的创成式设计全流程,包含设计空间定义、载荷约束施加、优化求解、结果重构、设计验证与方案比选。