概括来说,创成式设计相当简单。所谓创成式设计,就是可在一定数量的约束条件下,自主生成大量备选设计方案的 CAD 创成式工程应用程序功能。此功能无需工程师的指导或参与,可以让他们将更多精力投入到其他任务上。生成设计后,工程师可以从中选择想要深入探索的设计。总之,这种方法可以加快设计流程,且无需工程师的时刻关注。
计算机辅助设计 (CAD) 中的创成式设计是一种创新方法,涉及使用算法和人工智能 (AI) 根据指定的参数和约束条件生成多个设计方案。它使设计师和工程师能够探索各种潜在的解决方案,并针对各种目标优化设计,例如减轻重量、提高材料效率、降低成本和增强性能。CAD 中的创成式设计对于复杂的工程挑战特别有价值,因为传统设计方法可能会受到时间、资源或人的创造力等因素的限制。通过利用计算能力和生成式工程算法,创成式设计可赋能设计师创建优化的创新解决方案,突破产品设计和工程的界限。
CAD 中创成式工程的主要特点
创成式设计中的算法优化:
创成式设计算法能够分析输入参数,例如功能要求、材料属性、制造约束和性能标准,从而生成设计解决方案。
创成式设计中的迭代探索:
设计师可以快速高效地探索多种备选设计方案。创成式设计工具通常会生成大量设计方案,设计师可以根据特定标准对这些方案进行评估。
创成式设计中的复杂几何图形:
创成式设计通常会生成复杂的几何形状和结构,而这些形状和结构可能难以手动构思。这些设计可以充分利用增材制造(3D 打印)等先进制造技术的潜力。
创成式设计中的多学科优化:
创成式设计可以优化多个学科的设计,例如结构分析、流体动力学、热管理和电磁仿真,从而实现满足各种标准的高性能。
创成式设计中的“人在环”:
虽然创成式设计算法可以自动生成备选设计方案,但人类设计师在明确设计要求、评估生成的设计方案和优化最终设计方面发挥着至关重要的作用。
创成式设计中的设计空间探索:
创成式设计允许设计师探索整个设计空间,发现使用传统设计方法可能考虑不到的创新解决方案。
创成式设计中的参数化建模:
创成式设计通常利用参数化建模技术,通过定义和控制设计参数生成备选设计方案。
创成式设计和拓扑优化
创成式设计支持许多关键功能,例如拓扑优化,用于执行结构仿真和消除材料空白区域的载荷重量。Siemens NX 12 是一款创成式设计软件,嵌入了基于收敛建模技术的拓扑优化功能,该技术可利用小平面和 B-rep 数据的组合实现统一的 3D 建模功能。这样可以制造出更轻的组件,而不会影响设计意图或完整性。
为工程师提供创成式设计与小平面建模技术
创成式设计是一种 CAD 工程软件功能,通过设计师与人工智能算法协同,生成并评估针对一个产品创意的数百种潜在设计方案。如要进行创成式设计,首先要确定项目的目标和约束条件,包括但不限于设计参数,例如:
- 产品尺寸或几何尺寸
- 容许载荷和工作条件
- 目标重量
- 材料
- 制造方法
- 单位成本
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