solidThinking 在鞋子上的創新應用

   軟件：Inspire and Evolve

優化模型鏈接.docx

 摘要：

   鞋子有著悠久的發展史。大約在5000多年前的仰韶文化時期，就出現了獸皮縫制的最原始的鞋。鞋子是人們保護腳不受傷的一種工具。最早人們為了克服特殊情況，不讓腳難受或者受傷，就發明了毛皮鞋子。鞋子發展到現在，各種樣式功能的鞋子隨處可見。如何在眾多鞋子中脫穎而出，成了設計師值得思考的問題。

    solidThinking除了是一款結構輕量化工具外，更容易被人忽略的是作為一款概念設計工具，拓撲優化后的結構更偏向于有機造型。因此，solidThinking也可以作為設計靈感的來源（內附優化文檔及視頻）。

本考題主要解決保證鞋子的結構可靠性外還希望得到更酷的造型。最近聽得比較多關于鞋子的一句話：

   我可以踩你的aj親你嗎？殊不知有的人不僅沒有aj，連踩aj的人都沒有。（嗯，對，題主聽到后也感到一絲絲黯然，決定發奮圖強，看了一下穿著的鴻星某克，默默打開了sT，開始了以下設計。）

一.  好了先來看看題主剛提到的鴻星某克(雖然久經滄桑，為了視覺效果，題主做了次人體模特，用專業的手機攝影角度拍出了淘寶既視感，請忽略不足一米的小長腿，以下的設計就從這里開始了。

 

二.   在優化前，首先需要鞋子的三維模型。當然在Inspire的草繪環境可做簡單的三維建模，但對于鞋子這樣曲面比較復雜的造型，我還是選擇Evolve.

 

1.  三視圖建模：

 

 2.  根據三視圖用線對鞋子輪廓進行勾勒，同時進行放樣，拉伸等常規操作。

 

 3.如果你覺得Evolve跟其他建模軟件規矩的把模型建出來就算了，那真的是 too young too simple，Evolve獨特的完整結構歷史進程，可以在最初始的設計方案中衍生多個設計方案(通過調整結構線形狀來調整整鞋外觀），不信，我們來看看。

 

 

 

 4.  使用Evolve把鞋子的簡單三維模型建好后，第二部分即可進入Inspire優化，在優化前，我考慮將鞋面和中底部分將采用兩種優化方式，于是在Evolve中我把鞋子分割成多部分（使用顏色如圖示區別開），為后面優化做鋪墊。

 

 三.  第一部分，優化鞋面。

A.將模型導入Inspire并做幾何處理

 

B.設定邊界條件

b1.  添加工況：鞋帶位置按照標準測試值135N，鞋頭以及后腳跟150N設定。

工況1：往后翹時

工況2：往前踏時

（由于靜態時主要受力在中底，故忽略靜態時鞋面受力情況）

 

b2.  賦予材料屬性：PLASTIC

 

 C.  定義設計空間（區分優化與非優化部分，設定優化區域）

 

 D.  運行基元分析

 

 E.  運行優化

 

 F.  優化結果分析

 

                                                         該結構仍有優化空間，可再進行迭代優化。

 

迭代優化設計（通過調整網格或在已優化的基礎繼續優化）

                                                                                      迭代1  
                                                                                  迭代2                                                                                 
                                                                                  迭代3 

                                                                                    

   

 H.  確定優化結果后可運行優化分析

 

 I.  基元分析與優化結果分析對比。

 

 

 四.   第二部分，優化中底。

同理可得對中底進行點陣結構優化。

 

優化得到點陣結構及其分析。

 

 

 

 五.  同時導進Evolve進行渲染。

 

 

小結：

solidThinking Inspire擁有顛覆性的設計理念，在一個友好易用的軟件環境中提供“仿真驅動設計”的創新工具。它應用于設計流程的早期，為設計工程師量身定制，幫助他們生成和探索高效的結構基礎。Inspire采用Altair先進的OptiStruct優化求解器，根據給定的設計空間、材料屬性以及受力需求生成理想的形狀。根據軟件生成的結果再進行結構設計，能減少整個設計流程的時間。

solidThinking Evolve是一款三維概念設計軟件，利用其強大的NURBS建模工具、先進的結構歷史進程以及照片級渲染效果，設計師可以在概念設計階段充分發揮自己的創造力，自由推敲數字模型，不再受傳統CAD軟件的限制。同時，借助Evolve完整的資源庫，設計師可將工作快速融入已有進程，提高使用效率。