替代設計
關注創建者：學有所長 創建時間：2023-06-15
替代設計的視頻教程
catia使用高度準確的形狀增加并并行化所生成設計替代方案的減輕權衡研究，符合結構和熱 KPI 目標
catia使用高度準確的形狀增加并并行化所生成設計替代方案的減輕權衡研究，符合結構和熱 KPI 目標 1、對照 KPI比較和評估不同的配置，以選擇最佳的輕量化概念 2、可指導用戶完成流程每個步驟的工作流程助手 3、自動生成功能概念 CAD 4、一流的詳細建模 5、使用全面的負載和邊界條件集輕松驗證輕量化設計的結構行為
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catia通過輕松評估替代的“假設”設計場景，優化復雜結構裝配體的開發成本
Steel Structures Desianer 通過輕松評估替代的“假設”設計場景，優化復雜結構裝配體的開發成本 1、實現高效的完全參數化初步設計，以執行帶有早期成本和材料估算的分析 2、從初步設計快速輕松地生成詳細設計 3、支持針對復雜的框架結構生成精確且準確的詳細設計，并與制造緊密無縫集成 4、設計用于設備支架的鋼結構
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替代設計的實例教程
關于替代設計和布置，SOLAS II-2章第17條、SOLAS III章第38條和SOLAS XIV章I-B部分第4條等公約條款引入了此概念。隨著造船技術的發展和設計理念的創新，替代設計和布置在各類客船、核能發電平臺、海洋工程支持船等船舶設計中得到越來越廣泛的應用。
來源：本文為安世亞太原創作品，上海安世亞太授權轉載
前言
工業正向設計體系是一套基于模型的系統工程體系，而整個MBSE體系架構會涉及到眾多模型，如需求模型、設計模型、仿真模型等，如何有效直觀地可視化展示各個階段模型數據，輔助工程師進行正向設計決策，是當前工業正向設計體系的一大難題。而隨著數字孿生場景的不斷細化落地，如何真實高效地描述和映射物理產品，同樣也是當前數字孿生領域急迫需要解決的問題。這些都與模型數據可視化及封裝技術息息相關。
一、產品數字模型可視化集成封裝
產品正向設計過程從需求設計、功能設計、物理設計到各階段逐級驗證，每個階段都可以借助可視化手段輔助工程師進行設計決策，尤其是在物理設計和性能指標驗證階段。而產品數字化模型可視化集成封裝，是從工業產品問題對象出發，基于統一建模開發環境進行數字化建模形成標準化數學模型，通過可視化集成封裝環境實現組態可視化插件與模型參數的關聯映射和封裝發布，最后通過分布式調度運行環境實現可視化封裝模型的智能運行調度。
圖 1產品數字化模型可視化封裝過程示意圖
二、可視化集成仿真環境
可視化集成仿真環境ViSim是基于異構設計仿真工具的一體化集成融合技術和可視化組態插件關聯技術實現工業產品數字化模型集成封裝發布運行的一體化應用環境。為滿足異構設計仿真模型可視化集成封裝的需求，在考慮集成封裝通用功能的前提下，采用模塊化、插件式系統架構模式，支持用戶對當前不支持的模型封裝以插件的形式進行擴展。
圖 2可視化集成仿真環境整體框架結構示意圖
集成封裝主環境(AutoWrapFrame)：模型集成封裝的主要應用環境，支持用戶進行參數文件導入、參數選取識別、調用程序選擇、綁定界面選擇、試運行等。
展開 TIPA 的可持續包裝具有多種可替代性，其中包括高阻隔強度和可印刷性，他們的每一種薄膜和層壓材料都與柔性版和數字印刷工藝兼容，可實現高質量和高速印刷。
#05
E6PR
E6PR 成立于墨西哥，自 2017 年以來一直設計和制造可持續包裝。
E6PR 是第一個環保的用于替代塑料環的環。從水到啤酒，E6PR 可以盛放任何種類的罐裝飲料。
它是可堆肥和生物降解的。妥善處理后，E6PR 會進入堆肥設施，在那里它會被分解成土壤，進行良性循環。
寶藏工具推薦——輕站
輕站是花瓣網推出的一款無代碼網頁設計工具。即使你沒有任何專業代碼知識，也可以輕松創建并發布自己的個人網站、作品集。
強大的編輯器，支持導入PSD、Sketch文件后進行在線編輯，43項可視化編輯功能、400多款免費可商用字體、豐富的交互組件和網站模板，為你提供創建專業展示所需的一切！
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展開 CINNO Research產業資訊，
一般來說，手機廠商會通過各種形狀
Notch設計實現“全面屏”。
現在，
蘋果
公司
通過
卷曲
移動顯示面板
提出了一種新的全面屏設計方案。
相比于傳統的
Notch方案，新方案不需要在顯示器面板上做一些孔或者凹口，在手機拍照時會相應卷曲移動顯示屏，讓相機完成拍照功能。
根據外媒Apple insider報道，眾所周知，消費者對iPhone 設計一直詬病的地方就包括手機屏幕劉海位置非常顯眼的Notch凹口。這個設計主要就是為了給前置攝像頭預留空間，也一直是全面屏設計的主要問題。
蘋果之前也一直在考慮如何更改設計，不過主要集中在如何通過進一步縮小凹口來玩美解決這個問題。不過，這個方向一直都不能達成預期，它會帶來其他問題，比如這會讓顯示器和相機傳感器占據相同的空間。
在周二美國專利商標局授權的一項名為“具有可調顯示窗口的電子設備”的專利中，蘋果公司提出了一種通過顯示器卷曲移動來解決此問題的方案。
實際上，早期的手機有用過這種顯示器滑動的設計，不過蘋果在該專利中更進一步，他們通過設計讓這種滑動完全發生在設備的殼內。在蘋果的設計方案中，未來用戶在使用拍照或其他和傳感器相關的功能時，顯示器屏幕的一部分會變暗或者變黑。
根據專利內容，上述面板中可能會變黑的區域稱為窗口區域，它有打開和關閉兩種狀態，不過不管哪種狀態都在外殼內部。
這種面板可卷曲移動的顯示器可以采用多種形式，不過主要還是柔性顯示器。根據具體設計的不同，該顯示器可以以不同彎曲方式避開相機傳感器。
展開 自行車頭盔的設計方式在20多年里并沒有太大變化，它們由硬塑料外殼和聚苯乙烯泡沫內襯組成，為佩戴者提供基本保護功能。
但是3D打印技術為自行車頭盔等運動安全防護產品創造了重塑的機會。自行車頭盔品牌Kupol 利用3D打印技術為設計帶來的自由度，對頭盔設計進行了革新，使頭盔具有了更好的安全性、透氣性和舒適度。
增材制造設計提升頭盔安全性
多數騎自行車時發生的碰撞都有來自側面的撞擊，但市場上現有的頭盔是多數是針對線性撞擊設計的。Kupol 頭盔的設計師認為自行車頭盔在安全防護性能方面有值得提升的空間。
然而傳統制造方式限制了頭盔的設計，這是Kupol 設計師轉而采用3D打印技術來制造創新型頭盔的主要原因。因為，3D打印技術為頭盔設計帶來了更高的自由度。
Kupol 頭盔的核心技術是“Kollide 安全系統(Kollide Safety System)”，該系統又分為三層。
外層KINETIC BUMPERS ，為跌倒時提供頭部保護。
中間層為3D KORE 系統,該結構在受到撞擊時坍塌，從而吸收撞擊力，起到安全保護的作用。Kupol通過PA12材料和惠普的多射流熔融3D打印設備來制造這個結構， 在大約12個小時內，可以打印8個左右的完整3D KORE所需組件。3D KORE 是由幾個拆分的3D打印組件組裝的。 3D打印結構中具有上百個微孔，形成了透氣網絡，這使頭盔具有良好的透氣性。
內層結構為OKTOPUS技術，該結構由超過100個吸盤狀的結構組成，用于支撐中層結構，并且使頭盔保持良好的透氣性。
3D科學谷Review
塑料3D打印技術具有替代傳統泡沫塑料的潛力，該技術在制造減震、防護性的體育用品方面具有應用價值，這其中就包括運動頭盔。
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optiSLang與Discovery之間新增的集成，構建了一個精簡且面向AI的工作流程，可實現快速敏感性分析和一鍵優化，幫助工程師在Mechanical、Fluent或Ansys Icepak?軟件中驗證概念之前，盡早探索設計替代方案。
通過真實世界數字孿生
實現系統連接并優化性能
R1版本擴展的數字孿生創新能力，使企業在物理原型設計之前就能獲得更深入的基于真實世界的洞察。
以前方案很多采用TI的DRV8837或其他昂貴型號做直流電機驅動，隨著中美貿易戰以及產品價格平民化普及，很多大廠在做國產化替代設計方案；而國產SS883T可pin to pin兼容替代TI-DRV8837、拓爾微-TMI8230、禾潤-HTD9202、艾為-AW8637、矽塔-SA8310。
此器件能夠驅動一個直流電機或諸如螺線管的器件。其導通電阻：高側+低側(HS + LS) 260mΩ。
li>適用的加工方式（3 軸 / 5 軸）</li><li>潛在變形風險</li><li>公差與表面質量可行性</li><li>材料相關的加工難點</li></ul><h3><strong>步驟三：可執行的 DFM 優化建議</strong></h3><p>輸出的不是抽象理論，而是<strong>可直接落地的加工級建議</strong>，包括：</p><ul><li>結構簡化方案</li><li>替代性設計建議
亞軍：American Axle & Manufacturing (AAM) – 模塊化輕量化橋殼創新方案
AAM 的模塊化輕量化橋殼創新，以單一模塊化設計替代了原先的兩種橋殼結構，有效降低了產品復雜度與成本。通過 Atlair 的多模型優化技術，該設計至多可實現 10% 的減重效果（按年產量 14.5 萬臺計算，每年可減少約 130 萬磅的重量），在重量和強度之間達到平衡。
一家全球汽車制造商在其自動變速器設備設計中比較和評估螺線管的設計替代方案時，就親身體驗過這種情況。該公司使用optiSLang和Ansys Workbench構建計算機輔助仿真方法，以用于考慮材料、公差、組件拓撲、幾何參數和制造流程。該工作流程可在短時間內生成各種螺線管設計，并針對每種設計進行成本與功能優化。通過了解每個選項的技術功能和經濟性之間的關系，該團隊能夠選擇出最穩健的設計。
為了成功地用替代材料設計機械手臂，泰國鋼索正在尋找一種用戶界面友好且能提供準確結果能力的仿真模擬軟件。
解決方案
圖：機械手臂的結構
如果只是通過物理原型設計，使用具有完全不同的獨特特性的材料設計機械手臂是很難實現的。所以團隊決定進行多體動力學和有限元分析模擬，以更好地了解新材料在機械手臂設計中的性能。
偏心軸承為缺乏負載反轉和足夠角速度的有問題的應用提供了替代設計方法。偏移系數起著重要作用，被分類為最小游隙與徑向游隙的比率。偏置軸承通常承受載荷，并且由于這些載荷作用在偏置軸承上，壓縮應力和彎曲應力將產生到偏置軸承中。
Codec芯片 - CJC8988是一個低功率，高質量的立體聲編解碼器，可以直接Pin to Pin替代WM8988，設計為便攜式數字音頻應用。該設備集成了完整的接口到2個立體聲耳機或線路輸出端口。外部組件的要求大大降低，因為不需要單獨的耳機放大器。片上數字信號處理執行圖形均衡器，三維聲音增強和自動電平控制的麥克風或線路輸入。
綜上，按照小編的理解，等效是針對船舶裝設的設備、材料或器具等，屬于船舶從屬構成；替代設計和布置則針對于船舶本身結構建造，屬于船舶主體的創新設計變化。等效和替代設計可能導致船舶配備的裝置、材料或設備，甚至整個船型都與公約的條款規定相背離，但需要強調的是，等效和替代設計制度決不意味著可以不遵守或者降低公約規定的船舶安全技術標準。
在查看了幾種設計替代方案之后，他們找到了一種能夠符合規格的合適候選方案。
圖6 選定的電機設計 (Simcenter Motorsolve)
#執行設計探索
為了進行設計探索，工程師們讓軟件自由探索四個不同的定子拓撲參數。這些參數包括：槽深、槽口寬度、齒頂厚度和齒寬。這四個參數用作設計探索的輸入。
