逆向設計
關注創(chuàng)建者：無人機工坊 創(chuàng)建時間：2020-02-17
逆向設計的視頻教程
車身設計系列視頻之全參數(shù)化鈑金逆向設計實例教程
此視頻由本人親自制作，有聲講解，從導入點云，到最后提交給客戶格式都全部記錄在視頻之中，而且此視頻中實例橫梁逆向是全參數(shù)化逆向設計，適合學習者使用，如有需要，本人可以提供單獨輔導，有問必答，讓你快速掌握乘用車車身設計技巧，可以進行單獨交流。本人同時承接各種產品逆向及正向設計。
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車身系列減震器主板逆向設計教程
本人從事汽車車身設計多年，長期就職于國內著名汽車設計公司，長年使用CATIA進行相關正逆向設計，且長年主持公司內外的CATIA培訓工作。目前已經成為某視頻教學網站CATIA逆向模塊的版主，同時為國內某專業(yè)教育培訓機構網站提供CATIA視頻教程。 此逆向設計視頻的重點是周邊件均已存在，需要逆向補充減震器主板，保證車身搭接的完整。
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逆向設計的實例教程
摘 要：逆向設計是汽車設計過程中比較常用的方法,通常應用于整車及零部件外觀設計中,文章首先介紹逆向設計在汽車產品開發(fā)過程中的重要性,同時指出逆向設計與正向設計的不同之處,其次詳細描述CATIA軟件通過點云預處理、網格化、模型重構等工作流程,完成實體零部件到三維數(shù)據(jù)的逆向設計工作,最后針對三維數(shù)模進行工藝可行性分析,發(fā)掘現(xiàn)有產品質量問題改進點,提升產品品質。
關鍵詞：汽車造型;點云數(shù)據(jù);模型重構;逆向設計;正向設計;
引言
當前人們生活節(jié)奏日新月異，汽車作為人們一個重要的消費品，汽車廠家的競爭愈加劇烈，各大主機廠為了短周期、低成本生產出各具特色且有競爭力的產品，常規(guī)的正向開發(fā)方法很難滿足復雜產品的更新迭代，逆向設計由此產生。逆向設計是產品設計技術的再現(xiàn)過程，通過對現(xiàn)有目標產品實物進行分析研究，得出該產品的外形和結構數(shù)據(jù)、工作原理、工藝流程、功能特性及技術規(guī)格等設計要素。初級的應用是直接利用逆向設計的結果，單純仿制或在仿制的基礎上做少量改動而開發(fā)相似的產品。高水平的應用在于對同類產品進行技術分析和借鑒，用于新產品開發(fā)，或者為加快新產品開發(fā)進度，以逆向設計結果為基礎進行創(chuàng)新，開發(fā)出新產品。
汽車開發(fā)過程中經常要對競爭車型進行分析研究，包含外觀造型、結構設計、性能設計等方面，以確定新產品開發(fā)的目標值，選擇性進行技術借鑒，有時為研究和技術積累設計經驗，或者規(guī)避自身車型設計質量問題，對代表性的車型進行技術分析，在這些工作中逆向設計技術均得到廣泛應用。
1 正向設計與逆向設計
在國內，一款全新的車型外觀正向設計周期一般在2-5年時間。
首先，設計師們從各處吸取靈感：收集當下潮流信息、了解競爭對手、思考其他設計領域、注重與消費者的交流與溝通等。經過無數(shù)次的思維碰撞，最終得到30-50張設計草圖。
展開 逆向工程設計方法是汽車車身設計過程中的一個重要環(huán)節(jié)，也是一種快速設計的工程方法。逆向工程設計主要包括如下過程：三維測量獲得點云數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)處理、特征的提取、曲面重構和曲面評價等。逆向設計并不是簡單地復制，而是要在逆向過程中增加一些特征要素，設計出工藝性更好，質量更高的產品的過程。該文主要探討汽車車身逆向設計的關鍵技術和技術特點。（來源：制造網）
汽車車身逆向工程設計關鍵技術及應用.doc
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前言
在本例中，我們展示了基于超表面的CMOS圖像傳感器濾光片的逆向設計，它可以替代傳統(tǒng)的拜耳濾光片，后者因用吸收來過濾色彩而導致光損耗。我們可以通過在 Lumopt（基于 Python 的 Lumerical 優(yōu)化工具）中使用紅色和藍色像素的綜合強度作為品質因數(shù)，顯著提高每個像素的效率。
綜述
為了設計超表面，我們使用了 Lumerical Lumopt 的多參數(shù)、多目標拓撲逆向設計優(yōu)化方法。我們將超原子的折射率在 1.0（空氣）到 2.4（TiO2）之間變化，并最大限度地提高 2D 紅色和藍色敏感傳感器區(qū)域的光學效率。
步驟1：定義基礎模擬項目
下載示例附帶的文件并將所有文件解壓到一個公共目錄中。然后我們需要定義一個基礎模擬項目，包括模擬區(qū)域、優(yōu)化區(qū)域、光源和監(jiān)視器。初始模擬是通過腳本文件 Base_script_2D_TE_volume.lsf 生成的。我們可以通過在 FDTD 中打開并運行腳本來檢查設置：
首先，我們需要定義超表面的兩種材料的折射率。此案例中分別為 1.00 和 2.4。我們將空氣的折射率設置為 1。
其次，我們需要將監(jiān)視器的位置定義為每種顏色的品質因數(shù) (FOM) 監(jiān)視器。您可以通過更改場區(qū)域監(jiān)視器的大小來修改像素的大小和位置。
最后，我們需要通過監(jiān)視器定義優(yōu)化區(qū)域。我們將優(yōu)化區(qū)域的大小定義為 3 x 1 μm。此外，您可以根據(jù)需要更改優(yōu)化區(qū)域。
步驟2：定義優(yōu)化區(qū)域
下一步，我們需要在腳本文件 topo_focus_2D_basic.py 中定義幾個優(yōu)化參數(shù)。
首先，我們需要定義如下品質因數(shù)。在 FDTD 腳本文件編輯器中打開topo_focus_2D_basic.py。
展開 點評:
逆向設計中點云處理的應用技術研究.PDF
點評:
逆向造型設計在汽車車門設計中的應用技術研究.PDF
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另外，我們基于Ansys Lumerical FDTD軟件及波導邊界曲線伴隨法逆向設計，優(yōu)化實現(xiàn)了任意角度X型交叉等器件，器件體積極致縮小。
然而，極其龐大的計算成本成為了將其推廣至宏觀工程部件，或進行大規(guī)模材料逆向設計的最大絆腳石 。
近期，固體力學頂級期刊JMPS（Journal of the Mechanics and Physics of Solids）發(fā)表了一項極具突破性的研究成果，徹底顛覆了傳統(tǒng)的計算模式 。
AI全程助力逆向設計，快速還原零件三維結構，讓復雜曲面、精密輪廓的建模工作事半功倍。
2. 基于歷史經驗的智能建模
除了點云數(shù)據(jù)，工程師的設計思路也能被AI“讀懂”。
最近，又興起一種基于逆向設計的模式（解）復用器，雖然已經報道了多種基于逆向設計的高集成度模式（解）復用器，但為了進一步減小器件的尺寸，本篇文章將逆向設計的功能單元與AC結構相結合，增強了模式轉化的效率，可以顯著減小器件長度。
結構設計及工作原理
所提出的硅基模式（解）復用器的示意圖在圖1中給出，其由三個部分組成：雙模輸入波導、中間功能區(qū)以及兩個單模輸出波導。
此外，還有一些方案是基于逆向設計優(yōu)化出最佳參數(shù)，從而產生獨特的光柵結構，以增強面外輻射并提高耦合效率，如圖1（b）所示，這些逆向設計方法都提供了較大的靈活性。雖然上述方法能增強耦合效率性能，但也面臨制造的復雜性及容差等問題。
圖1 不同類型的垂直光柵耦合器結構。
3D輪廓掃描服務
國高材分析測試中心配備高精度3D輪廓掃描儀，可精確獲取材料與零部件的三維形貌及微觀尺寸，為企業(yè)開展工業(yè)檢測、逆向工程及產品設計提供核心數(shù)字化支撐。
2）通過仿真驅動的座椅產品結構正向設計，彌補了傳統(tǒng)通過對標等逆向設計的不足，從知其然到知其所以然。仿真驅動的優(yōu)化往往通過結構優(yōu)化設計，不同于簡單的材料替換方案，如輕質合金替代鋼制結構這種減重但增加成本的方案。往往是既減重又降本的結構優(yōu)化方案。
本次研討會將聚焦于一種更強大、更智能的設計范式——逆向設計。我們將深入探討如何利用Lumerical 這一業(yè)界領先的光子學仿真軟件，結合其強大的反設計優(yōu)化功能，來實現(xiàn)高性能超表面Color Router的自動化設計。
該方法不僅彌補了傳統(tǒng)逆向設計的不足，實現(xiàn)了從知其然到知其所以然的轉變，而且通過結構優(yōu)化設計而非簡單的材料替換，達到了既減重又降本的效果。
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前言
隨著能源危機和環(huán)境污染問題的加劇，汽車行業(yè)對節(jié)能減排的要求越來越高。汽車輕量化成為實現(xiàn)這一目標的重要途徑。
2）通過仿真驅動的座椅產品結構正向設計，彌補了傳統(tǒng)通過對標等逆向設計的不足，從知其然到知其所以然。仿真驅動的優(yōu)化往往通過結構優(yōu)化設計，不同于簡單的材料替換方案，如輕質合金替代鋼制結構這種減重但增加成本的方案。往往是既減重又降本的結構優(yōu)化方案。
