輕量化設計
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輕量化設計的視頻教程
基于Inspire的鐵道車輛設備附件安裝架輕量化設計
基于Inspire的鐵道車輛設備附件安裝架輕量化設計 適用人群：結構優化初學者 基于Inspire的鐵道車輛設備附件安裝架輕量化設計 【已結束】 直播時間：2021-01-19 19:30 Inspire是一個集結構仿真&優化、材料成型工藝仿真、工業設計、數學建模、系統建模等功能于一身的零基礎也能讓你快速學習掌握CAE技術的軟件工具包。
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Altair大學生方程式賽車輕量化設計解決方案
?Altair大學生方程式賽車輕量化設計解決方案。 本視頻整理自Altair-China視頻課程，為免費視頻，整理出來旨在分享hyperworks知識給廣大同行，不為個人利益，若有侵犯相關合法權益請告知，即刻根據規范刪除。
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輕量化設計的實例教程
摘要：
在整車電量一定的情況下，電動汽車的續航里程一直是用戶重點關注的參數之一，而電動汽車用電池包作為三電系統中的核心部件，其輕量化的設計直接影響整車的續航里程。實現動力電池包輕量化設計主要有兩種途徑：提高單體電芯的能量密度，優化電池包結構設計，本文主要是針對第二種方式進行闡述輕量化設計的相關技術研究。
新能源汽車對輕量化設計更加敏感，直接影響到終端用戶的體驗度和滿意度。電動汽車電池包的輕量化研究是新能源汽車輕量化的主要研究內容之一，實現動力電池包的輕量化主要有兩種途徑：一是提高單體電芯質量能量密度，二是優化電池包結構設計和新材料的選型。
1 動力電池包輕量化設計思路
動力電池包的主要組成部分就是電池及相關結構輔件，目前單體電芯大多數為鋰離子電池，其主要由正極材料、負極材料、電解液、隔膜、銅箔等組成，動力電池包對電芯進行相關的串并聯組合方式實現不同的電壓和能量，過重的電池包對整車續航能力影響極大。
展開 3CAE 技術在汽車輕量化設計中的應用
在現代汽車工業中，CAE 技術在汽車設計中得到了廣泛的應用，運用CAE 技術可以實現汽車的輕量化設計、制造。輕量化的手段之一就是對汽車總體結構進行分析和優化，實現對汽車零部件的精簡、整體化和輕質化。
利用CAE 技術， 結合有限元法與結構優化方法，對零部件進行結構優化，是實現零部件輕量化的一個重要研究方向。本文從車身結構優化設計、發動機零部件優化設計、車架結構優化設計三個方面講述了CAE 技術在汽車輕量化設計中的應用。
1. 在車身輕量化設計中的應用
車身結構的輕量化對汽車節能和環保具有重要意義。據統計，客車、轎車和多數專用汽車車身的質量約占整車自身質量的40 %～60%。減輕汽車自身的質量，一方面節約了原材料，降低了汽車的生產成本，另一方面也降低了燃油消耗，有利于環保。隨著計算機技術的發展， CAE 技術在車身輕量化設計上得到了廣泛的應用。以下文獻證明了車身設計輕量化的潛力。
YANG 等研究了基于有限元軟件MSC /NASTRAN和CSA / NASTRAN 的汽車車身、底盤、焊點位置等的拓撲優化設計問題，通過優化設計，在減輕其車身重量的前提下， 并提高其承載能力和抗變形能力。WANG 等利用有限元法與拓撲優化方法對汽車車身的加強筋部分進行了優化，通過優化設計，在既定成本下汽車車身的整體剛度能夠得到充分的提高。
FREDRICSON 等對拓撲優化設計在汽車設計中的應用作了綜述， 重點介紹了車身設計的拓撲優化進展和存在的問題。
展開 2.2 仿真
運用運動/ 動力學的理論和方法， 對由CAD 實體造型設計出的機構、整機進行運動/ 動力學仿真，并給出機構、整機的運動軌跡、速度、加速度以及動反力的大小等。
2.3 結構優化設計
運用優化設計的方法在滿足設計、制造、使用的約束條件下， 對產品的結構、工藝參數、結構形狀參數進行優化設計， 使產品結構性能、工藝過程達到最優。結構優化通常包括的截面優化、幾何優化、拓撲優化、結構類型優化幾個層次。
3 CAE 技術在汽車輕量化設計中的應用
在現代汽車工業中，CAE 技術在汽車設計中得到了廣泛的應用，運用CAE 技術可以實現汽車的輕量化設計、制造。輕量化的手段之一就是對汽車總體結構進行分析和優化，實現對汽車零部件的精簡、整體化和輕質化。
利用CAE 技術， 結合有限元法與結構優化方法，對零部件進行結構優化，是實現零部件輕量化的一個重要研究方向。本文從車身結構優化設計、發動機零部件優化設計、車架結構優化設計三個方面講述了CAE 技術在汽車輕量化設計中的應用。
3.1 在車身輕量化設計中的應用
車身結構的輕量化對汽車節能和環保具有重要意義。據統計，客車、轎車和多數專用汽車車身的質量約占整車自身質量的40 %～60%。減輕汽車自身的質量，一方面節約了原材料，降低了汽車的生產成本，另一方面也降低了燃油消耗，有利于環保。隨著計算機技術的發展， CAE 技術在車身輕量化設計上得到了廣泛的應用。以下文獻證明了車身設計輕量化的潛力。
YANG 等研究了基于有限元軟件MSC /NASTRAN和CSA / NASTRAN 的汽車車身、底盤、焊點位置等的拓撲優化設計問題，通過優化設計，在減輕其車身重量的前提下， 并提高其承載能力和抗變形能力。
展開 1.前言
本技術規范按照GB/T1.1-2010《標準化工作導則 第一部分：標準的結構和編寫規則》要求起草。本技術規范針對白車身輕量化設計要求，對普通乘用車白車身的輕量化設計方法進行了規范性的規定和說明，對普通乘用車白車身輕量化設計起引導作用，為不同車型的普通乘用車白車身的輕量化設計提供一種通用的方法，類似車型也可參照執行。
2.要求
2.1 一般要求
2.1.1 基于正碰的白車身結構輕量化設計
按照國家標準GB11551-2003《乘用車正面碰撞的乘員保護》，進行基于正面碰撞的白車身結構輕量化設計時，只考慮白車身結構的抗撞性評價指標如前端壓潰量、白車身吸能量、防火墻侵入梁和B柱加速度等，不考慮車內假人的傷害指標。
2.1.2 基于側碰的白車身結構輕量化設計
按照國家標準GB20071-2006《乘用車側面碰撞的乘員保護》，進行基于側面碰撞的白車身結構輕量化設計時，只考慮白車身結構的抗撞性評價指標如側面壓潰量、白車身吸能量、B柱加速度等，不考慮車內假人的傷害指標。
2.1.3 基于偏置碰撞的白車身結構輕量化設計
按照國家標準GB/T20913-2007《乘用車正面偏置碰撞的乘員保護》，進行基于正面偏置碰撞的白車身結構輕量化設計時，只考慮白車身結構的抗撞性評價指標如前端壓潰量、白車身吸能量、防火墻侵入量和B柱加速度等，不考慮車內假人的傷害指標。
3.設計方法
3.1 白車身有限元建模
3.1.1 網格劃分
輕量化設計時對白車身的網格劃分，主要用四邊形殼單元、三角形殼單元、焊點單元、剛性單元來模擬，單元的平均尺寸不超過5mm。
3.1.2 單元質量控制
白車身有限元網格劃分時單元質量控制標準如表5-1所示。
展開 毫無疑問，作為目前在輕量化設計圈頂流存在的Altr Inspire，是最早一批被定義為仿真界自動化智能化的創成式設計軟件之一，隨著新一代AI工具--Midjourney的出現，兩者間是否會有新的火花碰撞呢？
本文主要介紹基于Altair Inspire輕量化設計結構后通過Midjourney圖生成圖的方法及其優勢。
1. Altair Inspire輕量化設計
Altair Inspire是一款專業的設計軟件，可以幫助工程師進行優化設計。其中，輕量化設計是其強項之一。在設計過程中，Altair Inspire可以自動實現材料優化和幾何形狀優化，以達到最佳的結構強度和重量比。
具體操作步驟如下：
（1）導入模型：在軟件界面中導入需要進行輕量化設計的3D模型。
（2）設置邊界條件：確定模型的約束條件和負載條件，即該部件在使用時可能承受的力大小和方向。
（3）運行分析：軟件會自動對模型進行分析，得出每個單元的應力狀態，并計算出整個結構的總應力狀態。
（4）優化設計：根據所設定的約束條件和負載條件，軟件會自動進行優化設計。在此過程中，軟件會嘗試多種不同的形狀和材料組合，以找到最具優勢的解決方案。
(優化過程)
（5）查看結果：軟件會輸出Altair Inspire輕量化設計后的結構。
2. Midjourney圖生成
Midjourney是一款AI繪畫工具，只要輸入你想到的文字，就能通過人工智能產出相對應的圖片，耗時只有大約一分鐘。自今年5月推出beta版后，這款搭載在Discord社區上的工具迅速成為討論焦點。
通過Altair Inspire優化的結果導入Midjourney，以展示煥然一新的輕量化設計的整個過程。
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輕量化結構設計案例分析。
四、總結
基于多工況加權柔度響應的拓撲優化是汽車控制臂輕量化設計的強大工具。它通過一個系統的、數學驅動的過程，幫助工程師從無到有地發現既滿足多種性能要求又極致輕量化的創新結構方案，是現代CAE驅動設計（CAE-Driven Design）的典范。
EPOCH 6LT
EPOCH 6LT便攜式超聲波探傷儀專為需要單手操作的檢測人員而優化，尤其適用于高空攀爬或對便攜性要求極高的場景，輕量化設計和符合人體工程學的結構，確保了操作人員可以安全、便捷地進行手持檢測，或在進行繩索作業時將綁縛在腿部使用。
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內容簡介：
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