SpaceClaim Direct Modeler的案例
ANSYS Topology Optimization拓撲優化技術在輕量化設計應用概述
圖1
ANSYS Topology Optimization拓撲優化模塊能夠結合ANSYS Mechanical進行強度和頻率兩種分析下的拓撲優化分析計算，強大的SpaceClaim Direct Modeler能夠繼拓撲優化之后對于較為粗陋的刻面片體結構完成光順化處理，STL文件生成直接送入3D增材打印機進行打印滿足輕量化設計需求。
同時SpaceClaim Direct Modeler先進強大的建模技術、修復技術能使工程師根據光順后的外觀進行建模重構獲得三維造型設計，高級蒙皮功能技術能夠最大化保留拓撲優化結構形貌，這些都極大滿足了復雜裝配體結構安裝、定位、配合、功能等需求。如圖1所示，為某機械手臂結構拓撲優化與光順化示例。
輕量化設計之后，可以考慮重構建模和刻面片直接光順化兩種技術，直接用于實際產品仿真設計驗證和制造使用，限于筆者個人運用軟件能力和認知偏見，重構幾何模型同直接刻面光順化模型相比：前者更易對新方案設計跟隨修改，有限元驗證計算過程的網格劃分和加載設置等控制也相對簡單，一般整體外觀不違和，能夠采用增材、CNC以及傳統其他加工方法；后者會擁有更流暢的幾何過渡轉角，造型更為新穎，能一定程度降低應力集中，但其他配合結構設計變更后，更新拓撲光順化幾何設計相對較為困難，一般由增材制造完成產品制造。
本文以筆者業余時間所做的一些拓撲優化及后拓撲處理后的簡單實例為素材，簡述ANSYS Topology Optimization一般使用過程，限于本文篇幅不對有限元分析過程、SpaceClaim Direct Modeler拓撲后處理過程進行說明，僅對拓撲優化的一些約束、目標等進行簡要介紹。
限于水平有限，錯誤必然很多，嚴禁直接套用于企業產品分析使用，以免造成重大事故和不必要的財產損失。僅作為自學、初學者交流學習作用。
展開 ANSYS Discovery SpaceClaim：多功能 3D 建模
Geometry for Electronic Applications using ANSYS SpaceClaim - Webinar
Speed Up Your Time for Analysis with ANSYS SpaceClaim - Webinar
視頻
ANSYS SpaceClaim Direct Modeling - Video
Faster Time to Analysis with SpaceClaim Direct Modeler - Video
3-D Printing with ANSYS SpaceClaim - Video
Top Five SpaceClaim uses for Machinists & Manufacturing Engineers - Video
ANSYS SpaceClaim as a Primary Design Tool - Video
Reverse Engineering Overview with ANSYS Spaceclaim - Video
了解ANSYS Discovery SpaceClaim新亮點
增材制造
SpaceClaim具有更出色的殼選項，例如能雙向加厚表面STL體，另外還包括針對輕量化設計的全新三角形晶格填充功能。
展開 ANSYS 2019 R1安裝包和關系
ANSYS產品目前有如下安裝包：
①ANSYS SpaceClaim 2019 R1 | 1.5 Gb
②ANSYS Electronics Suite 2019 R1 x64-SSQ
③ANSYS optiSLang 7.2.0.51047
④ANSYS Products 2019 R1 Linux
⑤ANSYS Products 2019 R1 x64-SSQ
⑥FunctionBay Multi-Body Dynamics for ANSYS 19.2 Win64
⑦ANSYS Products 2019 R1 Documentation
⑧ANSYS Additive 2019 R1 Win64
⑨ANSYS Products 2019 R1 x64-MAGNiTUDE
⑩.ANSYS Structures & Fluids Products 2019 R1
11.ANSYS SpaceClaim Direct Modeler 2019 R1 Win
所以如下安裝包關系如下：
展開 醫療健康，仿真能做什么？
植入設備的天線模型
使用ANSYS SpaceClaim Direct Modeler修改ANSYS HFSS人體模型，以表現不同的人體體型。ANSYS SpaceClaim可以輕松修改對象的幾何結構。
由于人體組織會反射、吸收部分無線信號以及影響天線的工作頻率與帶寬，無線射頻的性能因此會受到影響。此外，患者的體型也會嚴重影響植入設備和外部設備之間的通信距離。近幾年，藍牙智能通信已經成為智能手機上常用的連接選項。可植入設備的制造商當然不想錯過這個機遇。藍牙工作頻率遠遠高于醫療設備所用無線技術的頻率，這意味著更大一部分的能量會被人體吸收，從而使天線范圍問題變得更加棘手。為了適應患者的生理變化（例如，患者的體重增加或減少），天線可能經常需要調諧。最后，監管機構會對輻射的功率、比吸收率以及無線傳輸數據的速度與傳輸量規定嚴格的限制。
Cambridge Consultants是創新產品研發工程與技術咨詢領域的全球頂級供應商，其使用ANSYS仿真工具完美解決了上述挑戰。此外，仿真技術使工程師能夠優化植入設備天線的設計，以增加其范圍、使其能夠在預期頻率下運行。工程師還可提前針對各種不同的體型檢驗天線性能。
展開 
ANSYS SPEOS光學仿真指南
■ 通過訪問 Ansys SpaceClaim Direct Modeler 加速設計流程。
■ 光學部件設計功能可實現自動設計光學表面、光導以及光學鏡頭。
■ 借助用于仿真和渲染功能的SPEOS實時預覽，您可以對產品進行交互設計。
■ 通過一次成功的仿真，可縮短迭代時間并加速決策進程。
驗證系統
■ 為了滿足您對性能的要求，SPEOS將強大的光分析功能與電磁光譜（從紫外到近紅外波長）的照明評估相結合。
■ SPEOS提供了基于人類視覺能力的高保真可視化功能。在虛擬現實中部署這些可視化功能，可以獲得身臨其境的視覺體驗。
■ SPEOS可助您輕松快捷地測試假設場景。您可以在擴展庫中選擇正確的參考模型，以提高產品的性能。SPEOS不僅符合國際規范和標準，還可以幫助您更進一步。
■ SPEOS燈箱將光學系統和其所有屬性及依賴關系都封裝在加密文件中，這樣既能支持您將您的工作與協作者共享，又能高度保障知識產權 (IP) 的安全。
■ 利用Ansys平臺連接Ansys SPEOS及其他旗艦類求解器，可進行實驗設計 (DOE)，設計優化和多物理場分析（例如光熱與光學機械）。
Ansys SPEOS特點
Ansys SPEOS是全球唯一的與主流CAD軟件平臺結合的光學模擬分析軟件, 也是全球唯一可依據人眼視覺特征和材料真實光學屬性進行仿真的專業軟件。
Ansys SPEOS光學仿真軟件基于可視化產品三維模型，直接采用數字化樣機，使用虛擬環境仿真平臺進行視覺功效虛擬分析和人因環境評估。
在產品設計階段對方案的可行性進行驗證，在設計前期發現、反饋和處理問題，極大提高了光學設計的效率。
展開 ANSYS仿真產品：ANSYS Discovery SpaceClaim介紹
Discovery SpaceClaim的Direct Modeling技術比其他3D建模工具更快速、更簡單、更靈活。
逆向工程：利用直觀、強大的工具快速、高效地自動實施簡單或復雜的網格數據，構建復雜部件，或重新創建固定裝置。
仿真和分析：幾分鐘即可簡化模型，無需花費幾小時的時間。對任何CAD文件快速進行修改、優化和實現參數化，以降低網格復雜性，并縮短仿真求解時間。
制造：準備制造步驟所需的模型，最大限度增加加工時間。編輯任何CAD文件，修復受損或難處理的CAD文件，更快速地設計夾具和固定裝置。
3D 打印：準備用于打印的3D文件。分析和修復有缺陷的或受損的小面數據，或者快速創建、編輯和修復3D打印所需的最優模型。
鈑金：快速完成金屬薄板作業，并最小化車間停機時間。設計外殼，并將3D文件轉換成展開的布局。導入和修復展開的金屬薄板設計。
功能
快速創建幾何
STL文件處理
模型修復
CAD導入與編輯
功能多樣，工具簡單
更多產品詳情請訪問ANSYS官網
鏈接：ANSYS官網
展開 利用 SCDM 抽取內部流場的4方法
ANSYS SpaceClaim Direct Modeler（簡稱 SCDM）是基于直接建模思想的新一代3D建模和幾何處理軟件。SCDM可以顯著地縮短產品設計周期，大幅提升CAE分析的模型處理質量和效率，為用戶帶來全新的產品設計體驗。
利用ANSYS-SCDM可以對幾何模型快速的簡化，因為簡化的對象就是結構設計工程師提供的細節的3D數模，那么這個數模簡化后的實體模型大多數都是固體結構。但是一般的流體工程師在做流固耦合的仿真中，需要建立和固體相關的內部或外部的流場區域。接下來，我們以口琴管的冷板作為演示的對象，通過固體區域來獲取內外流體區域，這樣采用可壁面去建模流體區域。為了避免版本的問題，選擇中間格式-x_t格式進行操作。
如果大家希望了解更多關于流場或者對新能源動力電池仿真比較感興趣的，請關注我的課程：
首先我們打開軟件，導入演示的模型，透明顯示如下，可觀察到內部的流道走向。在準備的標簽中選擇體積抽取工具
方法一：在界面右上角的小圖標群里面，選擇要封閉一個區域的邊環。選擇口琴管進出口的兩條圓形邊，是在內徑上的邊哦，隨后選擇矢量表面。
方法二：在界面右上角的小圖標群里面，選擇要封閉一個體積的一個面。
選擇口琴管的內表面，軟件識別需要抽取體內表面，這個面只要是內部的面就ok了。
l 在左側常規的菜單中，選擇預覽內表面
l 通過拖動預覽內面命名下面的滾動條預覽內面選擇和檢查泄露。預覽結果正確點擊ok，隱藏固體區域，得到內部流體如下。
已上的方法都是通過體積抽取的方式進行內部流體的抽取的。下面我先通過介紹外部流體域的介紹，去抽取內部流體域。
方法三：通過準備菜單欄下面的外殼命令按鈕去創建一個具有預定義的包圍對象的外殼，我們可以定義三個方向的尺寸，他的形狀也是調節的，系統提供了圓、長方體、圓柱體外殼。這樣就建立固體區域的外流道。
展開 ANSYS SPEOS光學仿真指南
■ 通過訪問 Ansys SpaceClaim Direct Modeler 加速設計流程。
■ 光學部件設計功能可實現自動設計光學表面、光導以及光學鏡頭。
■ 借助用于仿真和渲染功能的 SPEOS 實時預覽，您可以對產品進行交互設計。
■ 通過一次成功的仿真，可縮短迭代時間并加速決策進程。
驗證系統
■ 為了滿足您對性能的要求，SPEOS 將強大的光分析功能與電磁光譜（從紫外到近紅外波長）的照明評估相結合。
■ SPEOS 提供了基于人類視覺能力的高保真可視化功能。在虛擬現實中部署這些可視化功能，可以獲得身臨其境的視覺體驗。
■ SPEOS 可助您輕松快捷地測試假設場景。您可以在擴展庫中選擇正確的參考模型，以提高產品的性能。SPEOS 不僅符合國際規范和標準，還可以幫助您更進一步。
■ SPEOS 燈箱將光學系統和其所有屬性及依賴關系都封裝在加密文件中，這樣既能支持您將您的工作與協作者共享，又能高度保障知識產權 (IP) 的安全。
展開 2019，國內還活著的機械3D設計軟件
目前最新版本為ANSYS SpaceClaim Direct Modeler 2019 R1 Win。
②Pidex是 上海湃睿信息科技有限公司推出的全新基于直覺式建模的參數化平臺三維建模軟件。恩恩！和ANSYS Spaceclaim合作之后，真的進行了很大的工作，除了給軟件改名字，還出了全套視頻教程，進行了擅長的PLM開發。目前最新版本為Pidex 2017。如官網宣傳：
③DesignSpark Mechanical 是歐時推出DesignSpark PCB軟件之后，歐時將Spaceclaim閹割之后掛上自己的東西而推出的三維機械設計工具，是面向機械設計工程師推出的，歐時將在未來不斷完善該款產品，并將PCB設計也結合進來，真正實現PCB設計和機械設計的并行處理。目前2019年最新版本為DesignSpark Mechanical 4.0（64位）。此“SCDM”部分中文視頻、資料也流傳于世。
好了，祝以上國產三維機械設計CAD新年快活！關注的小伙伴，工作順利，身體健康，闔家幸福！2019，錢包鼓鼓！
——By 蝰蛇設計 2019.02.02
展開 ansys,abaqus,altair軟件學習
SCDM（SpaceClaim Direct Modeler）：具有獨特的直接建模功能，通過拉動、拖動等簡單操作快速修改和編輯模型，無需依賴復雜的參數和歷史記錄，對導入的 CAD 模型可進行高效的幾何清理、修復和優化，支持實時預覽和快速反饋，能直觀看到操作對模型的影響，便于快速調整和優化。
ABAQUS：建模軟件是 CATIA，屬于第三代 CAD 工具中的佼佼者，但自帶網格劃分工具功能不強，復雜模型可能需借助第三方軟件。
Altair：HyperMesh 在網格劃分和前處理方面優勢明顯，能高效導入各種 CAD 模型，具有先進的幾何處理能力和豐富的網格控制選項，可快速高質量地劃分復雜模型網格。
求解器性能
ANSYS：求解器通用性強，收斂穩健性較好，在多物理場耦合求解方面表現出色。
ABAQUS：在非線性及大變形領域求解能力突出，其 Standard 和 Explicit 求解器數據傳遞方便，能處理復雜的非線性問題，求解器智能化程度高。
Altair：OptiStruct 在結構優化求解方面有優勢，Radioss 是出色的顯式動態求解器，與 HyperMesh 集成度高，能為不同類型的仿真提供高效求解。
后處理功能
ANSYS：后處理模塊功能強大，可將計算結果以彩色等值線、梯度、矢量、粒子流跡等多種圖形方式顯示，也能以圖表、曲線形式輸出。
ABAQUS：ABAQUS/CAE 具有良好的后處理功能，可直觀展示仿真結果，在處理復雜接觸問題和多工況結果展示方面有優勢。
Altair：HyperMesh 提供完備的后處理功能組件，能以等值面、云圖、矢量圖、動畫等多種形式展示結果，還可直接生成多種格式的圖形文件和動畫格式。
展開 增材制造擺放方向優化之Additive prep模擬仿真 ￥12
如下圖所示：
二、additive prep簡介
Ansys Additive Prep是SpaceClaim Direct Modeler中的內置工具。幫助用戶研究不同的零件放置方向，分析其對構建時間、變形和所需支持量的影響。
它還可以創建支撐結構。Additive Prep中的工具可以創建具有完全控制細節的高級支撐幾何圖形。如下圖所示：
Additive Prep的打開方式可以從workbench的geometry中進入SpaceClaim編輯，也可直接進入SpaceClaim模塊。
若首次使用，需要在SpaceClaim option中勾選additive prep復選框，并點擊保存。如圖所示：
設置完成之后，在工具欄中，出現additive欄，additive prep的相關功能可以在這里開展。
三、操作流程案例如下：
1、導入模型
若不太熟悉界面，可以直接從spaceclaim進入，顯示為中文。注意：模型必須轉化為實體（即solid），以便后續工作的開展。
此外，部件對象必須位于結構樹的頂部才能使用，為此需要將part對象拖放到樹的頂部。
2、創建打印工作平臺
點擊create，程序自動創建打印相關設置，包括自動生成基板（baseplate），機器設置，工作空間等三個下屬模塊，如圖所示。
3、添加零件：
點擊add part可以添加零件，例如可以添加其他結構或者添加支撐結構。并可以通過移動等設置，將添加的零件放置在合適的位置，如圖所示。
4、設置打印參數：
定義基板尺寸和打印機的高度 。
可以點擊manage machine按鈕進入編輯界面，對相關打印參數進行設置 。
展開 
什么！？光學Python不會編？
地點 輔助技能Ansys SCDM ★★★
ANSYS SpaceClaim Direct Modeler（簡稱 SCDM）可以為結構、流體、電磁、光學等學科提供前處理。為了能實現對SPEOS的強力支撐，這里的核心建模與Scripting的基本構成必須掌握。
對于初學者來說，記錄功能是個很好的學習過程，但切記基礎腳本具有局限性，諸如：部分幾何特征選取、創建和編輯過程無法錄制，如曲線點選取、梁特征創建等；甚至隨著幾何尺寸或拓撲變化后，幾何特征位置選擇可能會失效，穩定性差。
這部分的內容還需要結合API開發文檔進行補充。
人物 主技能Ansys SPEOS ★★★★★
Ansys SPEOS在2020R2的版本中，錄制功能并不記錄光學仿真的創建過程。在這時期，學習速度相對是緩慢的，此時可供仿真使用的代碼并不豐富。
Ansys SPEOS在2021R1 Beta的版本中，開放了所有光學仿真中需要的API。
展開 從ANSYS收購LS-DYNA談顯式動力學軟件 附ANSYS_LS-DYNA動力分析方法與工程實例下
也就是說，它還集成了 ANSYS Spaceclaim Direct Modeler 幾何工具、ANSYS Parameter Manager 和設計探索軟件，可讓您針對 CAD 幾何結構進行完整的參數研究，并且可清理至顯式分析所需的標準。
3) 選擇眾多元素和接觸公式
ANSYS LS-Dyna 為您提供了范圍廣泛的低階和高階元素公式（固體、外殼和波形）。這些公式可通過 ANSYS Mechanical 界面應用于各部件，因此您可以僅根據需要在某區域設置高保真元素。
考慮到波形橫截面和外殼厚度，LS-DYNA 范圍廣泛的接觸選項可用于固體、外殼和波形之間的自動接觸檢測。接觸可在單獨部件、部件內和單個元素內檢測到，從而讓整個模型中實現簡單穩健的接觸。
4、 ANSYS Explicit STR瞬態非線性顯式動力學快捷分析軟件
ANSYS Explicit STR是基于ANSYS Workbench仿真平臺環境的結構高度非線性顯式動力學分析軟件。可以求解二維、三維結構的跌落、碰撞、材料成形等非線性動力學問題。軟件功能成熟、齊全，可用于求解涉及材料非線性、幾何非線性、接觸非線性的動力學各類問題。目前，ANSYS Explicit STR被廣泛應用于飛機的鳥撞分析、葉片包容性分析、產品的跌落分析、材料成型分析等。
展開 高手拆招，如何使用 Fluent 軟件做好電子產品的散熱問題？
圖 基于ANSYS Fluent 的電子散熱問題分析基本工作流程
1、電子散熱仿真中的幾何處理（SCDM）
ANSYS SpaceClaim Direct Modeler（簡稱 SCDM）是基于直接建模思想的新一代3D建模和幾何處理軟件，可以提供給CAE分析工程師一種全新的CAD幾何模型的交互方式，從而顯著地縮短產品設計周期，大幅提升CAE分析的模型處理質量和效率。
SCDM 新一代3D建模和幾何處理軟件
對于電子散熱問題，通常工程師需要處理大量固體電子元器件的幾何模型，而且這些器件大多不是同一種材料，因此還要考慮多個實體間的干涉與縫隙；同時，工程師還需要獲取固體之間的流場區域，并根據不同的情況進行幾何分類（如風扇區域、格柵區域等）。
對于電子散熱仿真中紛繁復雜的幾何問題，SCDM可以結合自身特點，高效的完成幾何修復與幾何簡化的工作，從而使CAD設計與CAE仿真建立高速橋梁，完成仿真的第一步。
使用SCDM修復和簡化的電子器件幾何模型
SCDM軟件快速獲取流體仿真區域
2、電子散熱仿真中的網格工具（Workbench Meshing）
Workbench Meshing 是ANSYS旗下應用最為廣泛的網格劃分工具，該軟件具備有多物理場網格劃分的功能，可以在流體、結構、電磁、顯示動力學、水動力學等物理場仿真的流程中，出色的完成對應的功能，劃分區分各自求解器特征的有針對性的網格。
對于基于ANSYS Fluent 的電子散熱問題仿真，Workbench Meshing也是一個不錯的選擇，它可以針對流體仿真的問題進行高效準確的網格劃分。
1.
展開 如何使用 Fluent 軟件做好電子產品的散熱問題？
▲ 基于ANSYS Fluent 的電子散熱問題分析基本工作流程
電子散熱仿真中的幾何處理（SCDM）
ANSYS SpaceClaim Direct Modeler（簡稱 SCDM）是基于直接建模思想的新一代3D建模和幾何處理軟件，可以提供給CAE分析工程師一種全新的CAD幾何模型的交互方式，從而顯著地縮短產品設計周期，大幅提升CAE分析的模型處理質量和效率。
▲ SCDM 新一代3D建模和幾何處理軟件
對于電子散熱問題，通常工程師需要：
■ 處理大量固體電子元器件的幾何模型，
■ 考慮多個實體間的干涉與縫隙
■ 獲取固體之間的流場區域
■ 根據不同的情況進行幾何分類（如風扇區域、格柵區域等）
對于電子散熱仿真中紛繁復雜的幾何問題，SCDM可以結合自身特點，高效地完成幾何修復與幾何簡化的工作，從而使CAD設計與CAE仿真建立高速橋梁，完成仿真的第一步。
▲ 使用SCDM修復和簡化的電子器件幾何模型
▲ SCDM軟件快速獲取流體仿真區域
電子散熱仿真中的網格工具：Workbench Meshing
Workbench Meshing 是ANSYS旗下應用最為廣泛的網格劃分工具，該軟件具備有多物理場網格劃分的功能，可以在流體、結構、電磁、顯示動力學、水動力學等物理場仿真的流程中，出色的完成對應的功能，劃分區分各自求解器特征的有針對性的網格。
對于基于ANSYS Fluent 的電子散熱問題仿真，Workbench Meshing也是一個不錯的選擇，它可以針對流體仿真的問題進行高效準確的網格劃分。
展開 SpaceClaim Direct Modeler的相關專題、標簽、搜索
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