abaqus空間設計的案例
AR光波導：空間漸變光柵設計
在這一工作流程中，設計人員在 Zemax OpticStudio 中構建宏觀光學系統(tǒng)，并在 Lumerical 中構建光柵的微結構。兩款軟件中的仿真可無縫連接。在 Zemax OpticStudio 的光線追跡過程中，如果某條光線打到光柵上，系統(tǒng)會自動調用 Lumerical RCWA 來求解電磁場響應，并返回相應數據。
該工作流程具有以下幾個優(yōu)勢：
1.復雜的一維/二維光柵建模：借助強大的幾何編輯器，用戶可以輕松構建并仿真任意的一維或二維光柵。
2.快速原型設計：Lumerical 中的參數會暴露給 OpticStudio。在 OpticStudio 中所做的任何修改，都可以自動觸發(fā) Lumerical 針對新的光柵結構計算更新后的數據，并返回新結果，無需進行數據導入和導出。
3.優(yōu)化能力：用戶可以在 Lumerical 中方便地定義自定義參數化模型，并結合整個系統(tǒng)的性能對光柵形狀進行優(yōu)化。
4.光柵結構的導入與導出：該工作流程支持以 STEP、STL 和 GDS II 文件格式對光柵幾何結構進行標準導入與導出。
5.空間變化：用戶可以定義光柵參數在光柵不同位置處的變化方式。
1.1 靜態(tài)工作流程與動態(tài)工作流程
值得一提的是，目前 Lumerical 與 OpticStudio 之間已有兩種數據交換工作流程。其中一種是本文將要介紹的動態(tài)工作流程；另一種是以不同方式運行的靜態(tài)工作流程。這兩種工作流程在靈活性方面各有特點，并不存在絕對優(yōu)劣之分。用戶應根據具體的設計案例來選擇使用哪一種工作流程。
2. 系統(tǒng)要求
要使用這一動態(tài)工作流程，Zemax OpticStudio 和 Lumerical 必須安裝在同一臺以 Windows 為操作系統(tǒng)的電腦上。
展開 智能座艙下，汽車儲物空間如何設計？
與此同時，可伸縮的后車廂設計，還可以被用于野外露營、放置諸如摩托車等大件物品（主要應用于皮卡）。
車頂
車頂收納一般被用于存放行李、自行車、帳篷等物品。
在未來，智能化將對儲物空間設計進行重新定義，傳統(tǒng)的操作方式將被電子設備所取代。而儲物空間的設計也將實現可移動、可收縮的設計，以實現更大的自由度和更為人性化的設計。
HyperWorks 在空間相機結構設計中的應用
在設計初期階段，為了驗證所設計結構的合理性，需對其進行靜 力學分析以及固有振動分析[1]。
本文在 SolidWorks 提供三維模型基礎上，利用HyperMesh對裝配體建立有限元模型，對其進 行了靜力分析和模態(tài)分析。驗證了結構設計的合理性，并為后續(xù)空間力學環(huán)境試驗提供參考。
2 空間相機結構
某 空間相 機結 構如 圖 1 所 示，包 括鏡 頭、焦 面盒 以及電 路板 組件。 整體 外包絡 尺寸 為191X110X143(mm)。
圖 1 某空間相機結構圖
3 有限元模型建立
3.1 幾何清理
此相機結構模型采用SolidWorks建立， 采用HyperWorks對其進行有限元分析之前，需將原裝 配體格式轉換為IGES格式，再導入至HyperMesh。原模型含有很多細節(jié)特征，如倒圓、小孔，以 及電路板上的很多小插件。如果要準確模擬這些特征，需要用到很多小單元，導致求解時間延長。 而對于設計初始階段，有限元分析只需要簡化的幾何模型，因此需要對這些細節(jié)信息進行簡化，以 便于網格劃分和分析。此外，模型的一些幾何信息在導入時可能會出錯，如導入曲面數據時可能會 存在縫隙、重疊、邊界錯位等缺陷，導致單元質量不高，求解精度差[2]。清理后的模型如圖 2 所示。
圖 2 幾何清理后的模型
3.2 網格劃分
由于該結構模型比較規(guī)則，尺寸不大，相機各部件均采用正六面體為主的實體單元建模。為了 簡化，鏡頭與焦面盒之間的聯(lián)接采用重節(jié)點方式。鏡頭內部結構的變形不是我們關注重點，采用 PMASS 質點單元代替內部結構，并用 RIGID 單元使質點單元與鏡頭成為一個整體。有限元模型如 圖 3，信息如表 1。
展開 如何設計和制造基于“滑板底盤”的移動空間？
為了保障Robobus的運行安全，PIX Moving在硬件和軟件兩個方面分別做了安全冗余設計。
硬件方面，Robobus線控底盤部分設置了3層安全冗余，當系統(tǒng)檢測到一個控制器失效，另一個控制器可以激活啟動，提供基本功能候補。更進一步，如果其它控制器失效，還要有最后一重安全冗余提供底盤制動的基本功能。
軟件方面，采用了多傳感器融合模式，并研發(fā)了核心算法，在配置上，Robobus配備了32線的4個激光雷達、1個12路超聲波雷達探頭、2個毫米波雷達，14個攝像頭，配合高精度地圖，可以完成對復雜道路信息的感知，為乘客提供舒適、安全的接駁。
從硬件選擇，到多傳感器融合，再到安全冗余設計，自動駕駛運營安全設計是一項系統(tǒng)工程，從現階段的技術成熟度來看，多傳感器融合可靠性會更高。
PIX Moving團隊的終極自動駕駛系統(tǒng)設計目標，則回歸于提供無感的無人駕駛服務，讓乘員徹底忘記機器，享受移動城市生活帶來的舒適和便利。
5 打開想象，“人”與“空間”的雙向移動
自動駕駛時代，可以移動的不僅僅是人，空間也是可以移動的。
基于PIX Moving滑板底盤，可以輕松實現辦公室、物流車、生鮮車、健身車、電影車、KTV車、茶飲車等各類移動空間的應用。
展開 
用SolidWorks設計的杠桿螺桿空間機構
零件一
零件二
零件三
零件四
零件五
裝配體
如何做到復雜、多維設計空間的可視化
在對復雜系統(tǒng)的參數化模型進行權衡分析的時候，工程師常常用基本的繪圖工具來描述復雜的設計空間。如果對優(yōu)化技術了解很少，單依靠優(yōu)化算法將很難找到設計最優(yōu)解。
ModelCenter使工程師可以將設計模型自動集成到復雜系統(tǒng)的參數化模型中。Pheonix Integration提供了數據可視化工具，幫助工程師非常同意的對設計方案權衡，同時可以交互地、直觀地對設計空間進行探索，以最短的時間找到最優(yōu)解。
在本視頻中我們可以看到對ModelCenter可視化工具的強大功能。
ModelCenter.mp4
設計兒童空間需注意的11個事項
作者：Velislava Valcheva 來源：landarchs
對孩子有益的空間就是對所有人有益，下面介紹設計兒童空間時要注意的11個事項。
你曾經問過自己誰才是你作為景觀設計師最忠誠的粉絲嗎？誰會長時間玩游戲、享受在外面游玩、親近自然的樂趣呢？
人們潛意識的會認為當孩子們游玩公園或是戶外游樂場時，他們是最能真正地感受到快樂和喜悅的人。即使孩子們不了解景觀設計師，但他們依然是最崇拜景觀設計師工作的人。
這就是我們作為景觀設計師最主要的責任之一——怎樣為兒童設計空間，同時還要為他們提供安全、健康和愉快的環(huán)境？
在這篇文章當中，我們將討論為孩子們設計空間時要牢記的11個注意事項。我們開始就要搞清楚孩子們?yōu)槭裁葱枰谑彝馔嫠＃?em>設計時再遵循原則進行。
第1個. 為什么孩子們需要在戶外活動？
正如我們上面提到的一樣，建造一個成功的兒童空間的出發(fā)點是理解和回答這個問題——孩子們?yōu)槭裁葱枰谑彝馔嫠＃? 在室外玩耍能提高孩子們的免疫系統(tǒng)、增加他們的體育活動、激發(fā)他們的想象力和創(chuàng)造力等等，讓他們感覺到活力，因為當玩耍的時候，他們會用到所有的感官。其他效益還包括培養(yǎng)批判性思維和解決問題的技巧以及培養(yǎng)尊重自然和其他生物的理念。
心理學家已經進行了無數個研究來證明這些觀點。
第2個. 安全第一
考慮了第一步之后，下一步就是選定兒童區(qū)域的位置。一個安全的游樂場需要遠離繁忙的街道——機動車道、人行道和危險的水源。但這并不意味著要設置高大的柵欄或是樹籬。對孩子們來說，安全是第一位，但景觀設計師也是設計師。下沉花園就是一個怎樣通過地形而不是用柵欄來定義空間的示例。
看看特拉維夫市的這個項目，展現了一個與眾不同但非凡的設計方案。
第3個. 適齡的設計
下一個需要注意的是適齡設計。
展開 RP 系列激光分析設計軟件 | 空間離散
這種現象稱為空間離散、雙折射離散或坡印廷矢量離散（不要與時間離散混淆），與坡印廷矢量和波矢量之間的某個有限角度ρ（稱為離散角）有關。坡印亭矢量定義了能量傳輸的方向，而波矢量垂直于波陣面。
空間離散僅發(fā)生在具有特殊偏振態(tài)的光束中，該光束相對于光軸以某個角度θ傳播，因此折射率 ne 和相速度依賴于該角度。然后可以通過下式計算離散角
其中負號表示離散發(fā)生在折射率降低的方向上。特殊折射率ne及其導數是特定角度θ的值。具有普通偏振的光束（其中折射率不依賴于傳播角）不會發(fā)生離散。
在圖1中夸大了走離角的大小。在典型情況下，它在幾毫弧度和幾十毫弧度之間的范圍內。對于接近折射率橢球軸之一的傳播方向，離散甚至可以變得更小。
一個例子
例如，假設一束激光束在鈮酸鋰晶體的x-z平面內沿某一方向傳播。這種材料是負單軸的，這意味著沿z軸（即光軸）偏振時折射率最小。在光束軸和z軸之間存在一定角度θ（<90°）的情況下，折射率隨著θ的增大而減小。因此，離散指向更大的θ，即遠離光軸。圖2顯示了計算結果。
圖2：室溫下LiNbO3晶體中635nm激光光束的折射率和離散角與z軸傳播角的函數關系。
非線性互相作用中的空間離散
在基于非線性晶體中臨界相位匹配的非線性頻率轉換方案中會遇到空間離散。其結果是，在聚焦光束內相互作用的波在傳播過程中失去了它們的空間重疊，因為那些具有特殊偏振的波經歷了離散，而那些具有普通偏振的波則不是這種情況。（注意，雙折射相位匹配必然涉及具有兩種偏振態(tài)的光束。)實際上，可以限制有效的相互作用長度，從而限制轉換效率，并且產物光束的空間輪廓會變寬，光束質量會降低。
展開 建筑設計---空間發(fā)展的研究與城市規(guī)劃學
◆空間發(fā)展的研究與城市規(guī)劃學
城市規(guī)劃學從某種意義上講就是一種空間地域的規(guī)劃，其總任務是為各種活動（或土地利用）提供空間結構。這種規(guī)劃也稱“實體環(huán)境規(guī)劃”。但在研究對象上，城市規(guī)劃需要滿足城市綜合發(fā)展的需要與人們對生活的要求，它涉及城市的外觀形式、性質與分工產業(yè)發(fā)展與布局、社會發(fā)展與設施、規(guī)模投資及城市各部分的組成、管理、政策等。而空間應該是更為基礎的理論，它與城市規(guī)劃的結合，是從一個側面研究城市的形態(tài)。
[page] ◇現代城市發(fā)展與空間研究趨向
城市空間向區(qū)域空間轉化：區(qū)域交通和信息化發(fā)展促使現代城市空間從封閉結構向開放結構轉化，信息的溝通加速了城市網絡化的建設，使每個城市都與所處區(qū)域空間的整體密切相關，城市密集地區(qū)的出現已經成為現代城市空間發(fā)展的一個明顯的現象。世界上已經有六大城市密集區(qū)，美國東北沿海地區(qū)、美國五大湖地區(qū)、日本東京地區(qū)、英國倫敦地區(qū)、歐洲西北部、中國滬寧地區(qū)等。
從廣度來說，以往的認為由產業(yè)布局的點狀規(guī)劃到交通布局的線狀發(fā)展再到以創(chuàng)造更好的環(huán)境，改善居住與工作套間為目標的面狀規(guī)劃的三次時間并沒有解決城市發(fā)展的社會病癥，應該探索更整體與立體的規(guī)劃，即在國土范圍內建立“自然—空間—人類系統(tǒng)”的整體割據和發(fā)展模式。特別應注重城鄉(xiāng)空間一體化的發(fā)展，處理好城市與鄉(xiāng)村的作用和關系，強調在大城市地區(qū)和城市密集地區(qū)建立一種共同發(fā)展的秩序，從而促使區(qū)域的整體良性發(fā)展。
◇空間意識與行為模式
文化觀念與理想空間：民族的文化價值觀念構成生活方式和社會行為準則，由此而形成社會空間，是在世界范圍內都極為普遍的事實。美國人文地理學家拉普普特（A.Rapopot）在《居住形式與文化》一書中有大量例證闡述。
展開 一種人工重力空間飛行器的初步設計
一些總結和展望
總體上而言，本設計作空間站時相較于國際空間站有更高的安全性以及更長期在軌工作的能力，并且可為大規(guī)模人工重力飛行器的研制起到大量的技術準備作用。同時作為深空探測飛船時也可提供更好的舒適性和穩(wěn)定性，對太陽系內遠距離深空探測也有一定的實用意義。
5. 參考文獻
[1]果琳麗.在載人深空探測技術導論課程第三講上的授課內容,北京，2018
平衡性能與安全的仿真：Altair助力 STARD 優(yōu)化賽車空間車架設計
空間車架是支撐車輛車身及零部件的結構框架，因其輕量化設計能有效提升車速與加速性能，在賽車領域應用十分廣泛。
空間車架的設計與測試流程必須符合一系列嚴格的性能標準，其中包括多種翻滾測試及抗沖擊性能測試的變體要求。在每項測試中，空間車架需承受特定作用力，且不得出現失效情況或超出規(guī)定的撓度限值。為應對這些挑戰(zhàn)，并優(yōu)化空間車架的剛度與整體性能，STARD 選用了Altair? HyperMesh? 軟件。
Altair解決方案
為在空間車架設計中實現性能與安全的平衡，STARD 充分借助了 HyperMesh 卓越的有限元分析（FEA）能力。項目啟動之初，團隊以某款既有車型未經優(yōu)化的空間車架計算機輔助設計（CAD）模型為基礎，將其簡化為一維模型，作為設計工作的起點。
STARD 團隊首先針對高應力區(qū)域增加材料，對結構薄弱點進行加固 —— 這一舉措不僅有效規(guī)避了潛在失效風險，還提升了扭轉剛度這一核心性能指標。隨后，團隊應用優(yōu)化技術，更合理地在車架上分配材料：既對需要加固的區(qū)域進行了強化，又剔除了不必要的重量。
之后，STARD 進一步優(yōu)化了空間車架的管材直徑，在確保結構完整性的前提下，最大限度減輕了車架重量。同時，團隊在關鍵區(qū)域（尤其是涉及靜態(tài)載荷測試的部位）采用了高保真建模技術，并融入材料專屬參數，以精準模擬塑性變形過程。
在整個設計過程中，HyperMesh 為多步驟的設計探索流程提供了支持，允許模型在不同場景中復用。這一特性減少了大規(guī)模物理測試的需求，使團隊能夠同時評估多項性能指標，精簡驗證周期 —— 最終在滿足嚴苛安全標準的同時，大幅加速了整體設計進程。
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拓撲優(yōu)化在鳥巢式空間結構創(chuàng)新設計中的應用
本文利用簡化的鳥巢模型，借助Altair產品的變密度拓撲優(yōu)化技術，嘗試探索大型空間曲面網狀結構的優(yōu)化設計方法，拓撲優(yōu)化結果如圖3、圖4所示：
圖3 網狀加強結構 圖4 主桁架結構
2、模型設置
分別利用體單元模型和殼單元模型進行了優(yōu)化分析，網格模型如下圖所示：
結構載荷包括：自重、風載荷、地震載荷；
約束條件：結構接地邊界的自由度。
優(yōu)化變量：所有設計空間。
約束條件：體積分數＜0.3。
優(yōu)化目標：加權應變能最小。
3、路徑解讀
將拓撲結果利用多邊形建模工具進行結構轉化，具體過程如下所述：
①創(chuàng)建參考平面：在inspire利用草繪工具，創(chuàng)建參考平面，如下圖：
②內路徑設計：利用wrap工具，根據優(yōu)化結果，設計內傳力路徑，如下圖：
③主支撐立柱設計：利用wrap、bridge工具，根據優(yōu)化結果，設計內傳力路徑，如下圖：
④生成整體模型：根據結構的對稱性，利用鏡像工具，生成整體承載結構，如下圖：
4、課題總結
本文利用Ispire的先進優(yōu)化工具及高效的拓撲路徑解讀工具，設計了鳥巢式空間曲面結構。本文中的模型對鳥巢結構及載荷進行了適當簡化，旨在進行結構設計方法的交流與探索。
最后附上模型及建模視頻，供交流使用。
cut_mirror.zip
展開 用戶論文分享 | 空間桁架結構減振設計與試驗驗證
空間桁架結構減振設計與試驗驗證
駱海濤1，富佳1，王鵬2，王巍2，陳寧2
摘要：
空間桁架結構由于管壁剛度大、末端載荷懸臂安裝，傳統(tǒng)直接敷加約束阻尼層的方法，減振效果并不明顯。通過減振優(yōu)化技術，設計出空間桁架和航天載荷的最優(yōu)結構。
這是一種打斷長管結構，在打斷后短管上敷加自由阻尼層，通過膠黏劑來進行連接。這種結構與直接在長管上敷加約束阻尼層的結構相比，減振效果更好，質量也更輕。采用B&K測試系統(tǒng)，對原始模型和打斷長管新模型進行了振動試驗過程中的數據采集，得到了空間桁架結構在X、Y、Z 3個方向上載荷測點的加速度響應情況。
試驗結果表明，打斷長管方案結合敷加黏彈性約束阻尼層的方法結構簡單、易于實現，能有效降低桁架末端航天載荷的振動水平，對其他空間結構的減振設計具有重要的借鑒意義。
關鍵詞：振動與波；空間桁架結構；黏彈性約束阻尼層；振動特性；加速度響應；
中圖分類號：TB535+.1；V216.2
文獻標志碼：A
DOI編碼：10.3969/j.issn.1006-1355.2019.01.001
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Brüel & Kj?r 2020年用戶論文征稿進行中，歡迎投稿！
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世界上最安靜的房間 | 在消聲室靜靜是種什么樣的體驗 | 國產大飛機C919
拍西瓜的科學依據 | 聲學界吉尼斯 | 最冷的樂器 | 特別燒錢的坑
還有這種操作？ | 如何運用聲學知識幫助溝通障礙人群？
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都說索尼大法好，究竟好在哪？
聲振界第一玄學之聲品質 | 為何聲音聽起來“不舒服”？
展開 來自海綿骨架的啟示：可簡化空間飛行器的工程設計（轉載）
研究人員還正在為他們創(chuàng)造的這種受海綿啟發(fā)而設計的晶格申請專利。在不增加重量的情況下增加建筑結構的強度，理論上可以使橋梁更長、基礎設施更輕、運輸更方便，甚至可以甚至可以簡化空間飛行器的工程設計。普渡大學土木工程教授 Pablo Zavattieri 說：“經過數百萬年的進化，反復試驗的過程產生了更好的材料。”
然而，就這種海綿而言，其骨骼不可壓縮性的進化目的還尚不明確。眾所周知，海綿通常生活在幾千米的深海，那里的水壓非常大，但這種壓力來自各個方向，均勻地壓在海綿骨骼玻璃梁的兩側，從而抵消了自身的壓力。“海綿并不會受到擠壓力。” 美國亞利桑那州立大學的生物學家 Clint Penick 說。
Penick 表示，海綿確實需要堅固的結構才能站立并從水中過濾浮游生物。“他們堅固的骨骼還可以阻止天敵或防止可能與他們相撞的動物造成傷害。” 他補充道。
強大的抗壓性不是這種海綿的全部特征，它骨架的晶格壁只是其結構的幾個復雜層次之一。微觀上可以研究它的纖維是如何在其晶格壁內發(fā)生輕微位移的，或者它的蛋白質和二氧化硅分子的排列是如何阻止其軌道上的斷裂的；宏觀上可以探究這種骨架如何使海綿過濾水。
Bhate 的團隊正在研究一些線與其他線不完全相連的方式從而使骨架具有柔韌性，并且他還對這種結構經受扭曲的方式感到好奇。“這是你可以花一輩子時間去做的事情，但你仍然沒有復制所有這些能力，而這恰恰是它令人興奮的原因。”Bhate 說。
-End-
轉載：https://c.m.163.com/news/a/G1F73BI205119734.html?spss=newsapp
展開 【直播】大跨空間結構直接分析設計法，實例解析！
第一講，7月11日晚7點
1、介紹空間結構的構成及分類
根據曲面的形式分類
根據構件的類型(剛性、柔性)
根據傳力的的分類
2、空間結構設計研究的方法及工具
介紹一種常用的建模工具grasshopper
介紹常用的分析工具midas/abaqus
介紹各軟件的特點及注意事項
3、空間結構的傳統(tǒng)設計方法
介紹空間結構設計需要注意的關鍵性問題
對新舊兩本鋼結構設計規(guī)范關于穩(wěn)定問題比較
介紹計算長度系數法的應用
第二講，7月18日晚7點
1、 直接設計法的基本思路
介紹新版鋼結構規(guī)范關于直接設計法的內容及實現原理
2、 彈性范圍內進行的設計
介紹體系層面的初始缺陷施加方法
介紹構件層面的初始缺陷施加方法
對施加初始缺陷的模型進行設計
將直接分析設計的結果與傳統(tǒng)的設計進行比較
3、 彈塑性的分析與設計
以abaqus為例，介紹施加初始缺陷之后的結構全過程分析流程
對全過程分析結果進行解讀
考察是否施加初始缺陷，結構極限承載力的影響
課程受眾人群
1、建筑結構設計的從業(yè)人員 (設計院的結構專業(yè))
2、高校空間結構研究生
3、建筑結構類研究所的技術人員
4、建筑結構程序開發(fā)人員
講師介紹
資深結構工程師，擁有豐富的建筑結構分析與設計經驗，尤其擅長：復雜結構分析與設計、大跨空間結構、彈塑性、組合結構。熟練掌握abaqus、HyperWorks、MIDAS、SAP2000、3D3S、YJK、PKPM等軟件。
展開 