solidThinking Inspire 设计工程师必修教程

前言前言前言前言solidThinkingInspire是数字产品开发中的一项具有开拓性的成果，它在一个友好易用的软件环境中提供了仿真驱动设计的工具。它应用于设计进程的早期，帮助您生成和探索高效的结构基础。Inspire采用美国Altair公司（)先进的OptiStruct优化求解器，根据给定的设计空间、材料属性以及受力需求生成理想的形状，您可以根据软件生成的结果进行再设计。以Inspire生成的形态具有以下特点：
非常符合预期的结构功能需求
令材料高效分布，用料最省
完全满足制造流程需求，如挤出、铸造、冲压等
与后续工程对接顺畅本教程可令您轻松快速地了解Inspire，以最短的时间学习应用程序。我们诚邀您体验这种极具颠覆性和创新性的设计方式。应用Inspire进行前期概念设计，既能提升产品的结构质量，同时奠定了优越的结构基础，从而提升整个设计流程的效率。在学习中，如果您遇到任何问题，欢迎您联系我们：咨询软件技术问题，请发邮件至[e-mail]了解更多solidThinking相关及下载试用，请访问官网：咨询最近的市场活动，请发邮件至[e-mail]另外，欢迎您访问以下主页并与我们互动：solidThinking中文技术支持博客：官方新浪微博：硬件要求硬件要求硬件要求硬件要求WINDOWS操作系统操作系统操作系统操作系统操作系统
WindowsXP,WindowsVista,Windows7(32或64bit)硬件要求
至少256MB内存的OpenGL显卡存储
至少1GB以上RAM(推荐4GB)
至少1GB以上的空余硬盘空间MACOSX操作系统操作系统操作系统操作系统操作系统
MacOSX10.6或更新版本硬件
Intelx64based(不支持IntelCoreDuo,x86based)
至少256MB内存的OpenGL显卡存储
至少1GB以上RAM(推荐4GB)
至少1GB以上的空余硬盘空间第第第第一一一一课课课课：：：：草绘并优化一座桥草绘并优化一座桥草绘并优化一座桥草绘并优化一座桥在本课中您将学习到：
使用草绘工具
施加支持
施加一个压力
施加对称
定义设计空间
运行优化
探索优化的形状第一步第一步第一步第一步：：：：草绘一个长方形草绘一个长方形草绘一个长方形草绘一个长方形，，，，并拉伸出一个实体并拉伸出一个实体并拉伸出一个实体并拉伸出一个实体1.打开Inspire，同时可以按F2和F3分别打开ProjectBrower（项目浏览器）和PropertyEditor（属性编辑器）。2.在工具栏中选择RectanglebyCorners（以两角绘制长方形）工具。3.这时出现一个草绘平面。4.使用鼠标滚轮缩放视图。5.如图所示，鼠标左键点击第一个角，在对面的位置点击第二次，作为第二角的位置。这时获得长方形的尺寸为10cm乘30cm。6.点击鼠标右键或按Ese键离开该工具。7.再次点击右键或按Esc键，离开草绘状态，进入push-pull（推-拉）状态。8.使用鼠标右键轻轻地旋转模型，用鼠标左键点击并拖拽，利用长方形拉伸出一个厚度为10cm实体。9.点击鼠标右键，或按Esc键离开push-pull（推-拉）状态。10.点击鼠标右键并旋转模型，使Z轴位于垂直方向，如下图所示：第二步第二步第二步第二步：：：：使用封闭曲线创建一个孔使用封闭曲线创建一个孔使用封闭曲线创建一个孔使用封闭曲线创建一个孔1.选择Rectangleby3Pts（以三点创建长方形）工具。2.点击已创建实体一端的正方形作为草绘平面。3.点击视图窗口左下角的ViewNormaltoGrid图标，然后使用鼠标滚轮进行放缩，以及Shift+鼠标右键进行视图平移，调整到如下角度：4.以鼠标左键分别点击地面上的两个角，第三次点击对面的边，如下图中所示，绘制一个长方形。长方形的边长分别为6cm高和8cm宽，并且一边与实体底面重合。5.点击鼠标右键或按Esc退出工具。6.再次鼠标右键点击或按Esc键，退出草绘模式，进入push-pull（推拉）模式。7.鼠标右键点击刚刚创建的小平面，并向内推，这时在实体上就出现了一个孔。8.点击鼠标右键或按Esc键退出push-pull（推拉）模式模式，并按住鼠标右键旋转调整视图角度。第三步第三步第三步第三步：：：：使用开放曲线剪切实体使用开放曲线剪切实体使用开放曲线剪切实体使用开放曲线剪切实体1.点击视图左下角的RotatetoClosestPrincipalAxes（旋转至最近的主轴）图标，使用鼠标滚轴放缩视图，并用Shift+鼠标右键平移调整视图到如下所示：2.选择Lines（直线）工具。3.点击实体并选择草绘平面。4.用鼠标左键两次点击直线端点位置，绘制一条直线，第一个端点位于底面角处，第二个端点位于距离顶面边5cm处。（直线长度应为11.18cm）5.在长方形的另外一端绘制第二条直线，与第一条相对且尺寸一致。如下图所示：6.点击鼠标右键或按Esc键退出工具。7.再次鼠标右键点击或按Esc键，退出草绘模式，进入push-pull（推拉）模式。8.鼠标右键点击并推动实体上的三角面。9.同理，点击鼠标左键并推动另外一侧的三角面。10.点击鼠标右键或按Esc退出push-pull（推拉）模式。按住鼠标右键调整模型到合适的角度。第四步第四步第四步第四步：：：：创建一个长方形的桥基座创建一个长方形的桥基座创建一个长方形的桥基座创建一个长方形的桥基座1.使用鼠标右键旋转视图至如下图角度，您可以看到桥的底部。2.选择RectanglebyCorners（以角创建长方形）工具。3.点击其底部面作为草绘平面。4.点击SketchonaNewPart（在新零件上草绘）图标。这时在项目浏览器中将会出现一个新的零件，并且，您接下来创建的零件将作为一个新的几何存在。5.利用鼠标左键桥底面的两个对角，绘制一个10cm宽、30cm长的长方形。6.点击鼠标右键或按Esc键退出工具。7.再次鼠标右键点击或按Esc键，退出草绘模式，进入push-pull（推拉）模式。8.点击并拖住鼠标左键，以长方形为基准推伸出一个1cm高的实体。（或者，您也可以在文本输入位置键入1.0，按Enter键确认。）9.点击鼠标右键或按Esc键退出push-pull（推拉）模式。按住鼠标右键旋转模型至合适的角度。第五步第五步第五步第五步：：：：施加支撑施加支撑施加支撑施加支撑注意注意注意注意：：：：桥梁支座是连接桥梁上部结构和下部结构的重要结构部件。它能将桥梁上部结构的反力和变形（位移和转角）可靠的传递给桥梁下部结构。考虑到各种载荷通过桥梁时导致受力变形、冬夏温度变化导致的热胀冷缩、钢筋及混凝土受各种力长期作用导致的蠕变及时效变化等因素，实际的桥梁在各方向有伸缩变化的可能。为了尽量减小这些因素造成的桥梁内力，桥梁支座通常需要设计为几种不同的形式。如支承压力通过一个固定点传递时，支座应设计成只能容许结构端部转动而不能移动的固定支座；如支承压力通过一个固定点且作用在一定的方向传递时，则应设计成既能转动又能移动的活动支座。梁式桥支座有水平双向固定支座（即固定支座）、水平双向活动支座（或称双向活动支座）、水平一向固定一向活动支座（即活动支座）三种。这一步，就通过对桥梁不同方向位移的约束，模拟了这三种形式的支撑，以合理模拟实际桥梁的支座。下面所建立的第一个支撑，是模拟固定支座，所以约束了三个方向的位移。第二个支撑，是活动支座，所以约束了垂直方向的位移和一个水平方向的位移。第三个和第四个支撑，是双向活动支座，所以只约束了垂直方向的位移。1.调整视图至您可以看到底面上的四个角。2.在主工具栏中，从Loads（载荷）图标组中选择ApplySupports（施加支撑）工具。3.在最左侧的角上移动鼠标光标，直到鼠标光标显示为点支撑图标。4.左键点击角，施加一个支撑，图标显示为一个小圆锥图案。5.在左侧的另外一个角上施加另一个点支撑。6.双击这个支撑的小圆锥图案。这里显示出三个清晰的坐标，意思是这三个方向均被约束。点击图中所示的坐标轴，使其在该方向上可以移动。（选中的坐标轴会呈现出绿色，这个点击的操作控制该功能的开关。）7.点击鼠标右键或按Esc键退出工具。这时原来的小圆锥图标下面多出了两个轮子，这表明此支撑在一个方向上是自由的。8.在其他两个角上施加两个点支撑。双击支撑图标，选择图中所示两个方向，这表示在这两个方向上可以移动。9.点击鼠标右键或按Esc键退出工具。红色的支撑圆锥图标下现在显示为两个绿色的球，这表示该支撑在两个方向上都可以移动。10.缩放视图并调节角度，模型如下图所示：第六步第六步第六步第六步：：：：定义设计空间定义设计空间定义设计空间定义设计空间1.鼠标右键点击桥体部分。选中部分呈现为黄色，这时出现一个菜单。2.从菜单栏中左键点击DesignSpace（设计空间）的复选框。这表示当您运行优化时，所有被定义为设计空间的部分，会生成新的形状。3.保持桥身仍被选中，在项目浏览器中左击Part1。这时，文字部分变为可编辑状态。4.输入“bridge”，按Enter键重命名零件。5.选择Part2，在项目浏览器中对齐重命名为“base”。6.鼠标左键点击模型视窗中的空白处。这时桥身成为了设计空间，而且它的颜色变成了红棕色。第七步第七步第七步第七步：：：：施加一个压力施加一个压力施加一个压力施加一个压力1.调整视图如下所示：2.在主工具栏中，从Loads（载荷）图标组中选择ApplyPressure工具。3.移动鼠标光标至基座，点击鼠标左键施加一个压力。4.这时出现了一个控制该压力特性的小工具栏，您可以修改其方向和压力的大小。键入1Pa，并按Enter键确认。5.点击鼠标右键或按Esc键退出工具。第八步第八步第八步第八步：：：：施加形状控制施加形状控制施加形状控制施加形状控制1.在主工具栏中，ShapeControls（形状控制）图标组中选择Symmetry工具。2.在小工具栏中，默认选中的是Symmetric（对称）工具。3.左键点击设计空间。这时显示出三个红色的对称平面，这表明三个平面全部处于激活状态。4.点击某一平面可以使其开或者关。所以点击水平平面，这时该平面显示为透明。5.点击鼠标右键或按Esc键退出工具。第九步第九步第九步第九步：：：：运行优化生成形态运行优化生成形态运行优化生成形态运行优化生成形态1.在主工具栏中选择RunOptimization（运行优化）图标。这时会出现运行优化窗口。2.对于Masstargets（目标质量），请确认在下拉菜单中选中了“%ofTotalDesignSpaceVolume”（设计空间总体积的百分比），并且选中10，表明生成的结果占设计空间总材料的10%。注意注意注意注意：：：：默认情况下，该数值自动设定为30%，您也可以根据需要设定百分比。不同百分比的设定会导致运行结果不尽相同。3.点击运行窗口下端的Run（运行）按钮。这时会跳出另外一个OptimizationRunStatus（优化运行状态）窗口，显示运行进程的状态。（括弧中的数字在每运行一个新优化进程时会自动增加。）4.当运行完全结束，进程图标转变成一个绿色的球形。5.双击运行名称Bridge10%(1)。在模型视窗中可见生成的结果。第十步第十步第十步第十步：：：：探索优化结果探索优化结果探索优化结果探索优化结果1.选择优化形态，原始的设计空间会包裹住优化后的形态。同时，视窗右侧上部出现了一个ShapeExplorer（形状探索器）窗口。2.调整视窗到可以俯视桥体的角度。3.在形状探索器中，点击并拖拽Topology（拓扑）滑块，增加或减少设计空间中材料的使用。4