solidThinking 在鞋子上的创新应用

solidThinking 在鞋子上的创新应用

   软件：Inspire and Evolve

优化模型链接.docx

 摘要：

   鞋子有着悠久的发展史。大约在5000多年前的仰韶文化时期，就出现了兽皮缝制的最原始的鞋。鞋子是人们保护脚不受伤的一种工具。最早人们为了克服特殊情况，不让脚难受或者受伤，就发明了毛皮鞋子。鞋子发展到现在，各种样式功能的鞋子随处可见。如何在众多鞋子中脱颖而出，成了设计师值得思考的问题。

    solidThinking除了是一款结构轻量化工具外，更容易被人忽略的是作为一款概念设计工具，拓扑优化后的结构更偏向于有机造型。因此，solidThinking也可以作为设计灵感的来源（内附优化文档及视频）。

本考题主要解决保证鞋子的结构可靠性外还希望得到更酷的造型。最近听得比较多关于鞋子的一句话：

   我可以踩你的aj亲你吗？殊不知有的人不仅没有aj，连踩aj的人都没有。（嗯，对，题主听到后也感到一丝丝黯然，决定发奋图强，看了一下穿着的鸿星某克，默默打开了sT，开始了以下设计。）

一.  好了先来看看题主刚提到的鸿星某克(虽然久经沧桑，为了视觉效果，题主做了次人体模特，用专业的手机摄影角度拍出了淘宝既视感，请忽略不足一米的小长腿，以下的设计就从这里开始了。

 

二.   在优化前，首先需要鞋子的三维模型。当然在Inspire的草绘环境可做简单的三维建模，但对于鞋子这样曲面比较复杂的造型，我还是选择Evolve.

 

1.  三视图建模：

 

 2.  根据三视图用线对鞋子轮廓进行勾勒，同时进行放样，拉伸等常规操作。

 

 3.如果你觉得Evolve跟其他建模软件规矩的把模型建出来就算了，那真的是 too young too simple，Evolve独特的完整结构历史进程，可以在最初始的设计方案中衍生多个设计方案(通过调整结构线形状来调整整鞋外观），不信，我们来看看。

 

 

 

 4.  使用Evolve把鞋子的简单三维模型建好后，第二部分即可进入Inspire优化，在优化前，我考虑将鞋面和中底部分将采用两种优化方式，于是在Evolve中我把鞋子分割成多部分（使用颜色如图示区别开），为后面优化做铺垫。

 

 三.  第一部分，优化鞋面。

A.将模型导入Inspire并做几何处理

 

B.设定边界条件

b1.  添加工况：鞋带位置按照标准测试值135N，鞋头以及后脚跟150N设定。

工况1：往后翘时

工况2：往前踏时

（由于静态时主要受力在中底，故忽略静态时鞋面受力情况）

 

b2.  赋予材料属性：PLASTIC

 

 C.  定义设计空间（区分优化与非优化部分，设定优化区域）

 

 D.  运行基元分析

 

 E.  运行优化

 

 F.  优化结果分析

 

                                                         该结构仍有优化空间，可再进行迭代优化。

 

迭代优化设计（通过调整网格或在已优化的基础继续优化）

                                                                                      迭代1  
                                                                                  迭代2                                                                                 
                                                                                  迭代3 

                                                                                    

   

 H.  确定优化结果后可运行优化分析

 

 I.  基元分析与优化结果分析对比。

 

 

 四.   第二部分，优化中底。

同理可得对中底进行点阵结构优化。

 

优化得到点阵结构及其分析。

 

 

 

 五.  同时导进Evolve进行渲染。

 

 

小结：

solidThinking Inspire拥有颠覆性的设计理念，在一个友好易用的软件环境中提供“仿真驱动设计”的创新工具。它应用于设计流程的早期，为设计工程师量身定制，帮助他们生成和探索高效的结构基础。Inspire采用Altair先进的OptiStruct优化求解器，根据给定的设计空间、材料属性以及受力需求生成理想的形状。根据软件生成的结果再进行结构设计，能减少整个设计流程的时间。

solidThinking Evolve是一款三维概念设计软件，利用其强大的NURBS建模工具、先进的结构历史进程以及照片级渲染效果，设计师可以在概念设计阶段充分发挥自己的创造力，自由推敲数字模型，不再受传统CAD软件的限制。同时，借助Evolve完整的资源库，设计师可将工作快速融入已有进程，提高使用效率。