巧用中望3D设计优化器快速解决工程问题

    在工程设计中，我们往往会碰到一些比较棘手的工程问题：如何通过控制总结果、总值，来平衡计算条件。这样的表述大家不容易理解，简单举个例子：一圆锥水泥圆柱桥墩，工程设计要达到重量500吨，假设我们不清楚高度、锥度和顶面底面的直径多少才可以精确控制在500吨的造重，那么我们可以通过中望3D控制其中一个或多个条件，自动适配，调整条件的范围，达到500吨造重的设计目的。通过三维CAD软件中望3D的设计优化器，面对此类棘手问题迎刃而解。下面以一个水槽为例子的实际工程问题，来介绍三维设计软件中望3D如何实现设计目的。

    如下图所示，为一个水槽，按照图中尺寸构建三维模型。注意其中的对称、重合等几何关系。图中参数如下：

图1/按照图中尺寸构建三维模型

    现在模拟在水槽中注水，问水位高度X为多少时（精确到小数点后2位），水槽中水的体积最接近400000立方毫米。

图2/模拟在水槽中注水

    当遇到这种类似的情景时，我们直接的做法是，先计算整个水槽的容积。然而在此项目中，大家可以看到，整个水槽不是规则的几何图形，要想通过正向计算，从而得到水槽的容积，难度是相当大的。

    下面介绍如何使用中望3D来解决这道难题：

1. 首先按照题目要求创建好水槽的几何模型。这里需要注意的是，所有的草图都必须是全约束，所有的几何参数只能是唯一值。如下图：

图3/用中望3D创建水槽几何模型

2. 在创建中间腔体时，通过创建新的几何体的方式进行创建，并将其复制一份。一份作为挖腔的修剪体，一份作为装入的水模型。如下图：

图4/创建中间腔体

3. 通过布尔运算，挖腔体。

4. 创建一个变量，命名为X，数值随便取一个15。然后创建一个从水槽顶面往下的偏移量为X的基准平面。使用此基准平面修剪复制出来的另一个体，得到如下图所示的模型。

图5/用此基准平面修剪复制出来的另一个体

5. 利用查询质量属性，查询水体积体，保存变量属性

图6/查询质量属性，查询水体积体

6. 工具—设计优化器功能。如下图，将X及水体体积变量分别加载到设计优化器中

图7/中望3D设计优化器功能

    在这里注意，步距设得越精密，越能达到目标值。

7. 不断点击设计优化器中的运算按钮，知道目标值接近设计所需要的数值，此时查看X变量的值。即为题目中所需要求得的X值。

图8/所需要求得的X值

8. 退出设计优化器后，模型及可得到设计目的之模型。

图9/最后可得到设计目的之模型

    通过这个实例，我们可以清楚的看到，三维CAD中望3D的设计优化器在解决此类工程技术问题方面，有着非常高效的解决办法。