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設計條件
研究的設計條件包括指定下列項目：
• 研究的設計目標
• 附加條件約束
• 峰值位移條件約束
• 製造與幾何條件約束
• 用於製造模型的材料
您可以為研究定義多個設計條件，但一次只能啟動一個。在拓樸最佳化及產生設計期間，只會考慮使用中的設計條件。
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您可能會注意到所產生主體的質量與設定目標稍有不同。為了獲得更加精確的結果，建議指定較小的網格元素大小。
指定為保留、排除及起始幾何的主體可能已指派了材料。在拓樸最佳化及產生設計期間，會考慮下列材料：
• 已指定主體 - 略過指派給個別主體的材料，並考慮在使用中設計條件中定義的使用中材料。
• 未指定主體 - 考慮指派給個別主體的材料。
研究中的多種負載狀況類型
您可以在單一研究中新增結構與模態負載狀況。例如，在結構研究中，您可以新增結構負載狀況與模態負載狀況。同樣地，在模態研究中，您可以新增模態負載狀況與結構負載狀況。如果在設計條件中定義了相關目標與條件約束，則在最佳化中會考慮這兩種類型的負載狀況。考慮到兩個負載狀況，這會提供單一結果。
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欲在結構最佳化之後執行模態模擬，請在結構研究中新增模態負載狀況，而不在設計條件中包括其他任何模態條件約束。同樣地，欲在模態最佳化之後執行結構模擬，請在模態研究中新增結構負載狀況，而不在設計條件中包括其他任何結構條件約束。
定義研究的設計條件
1. 按一下 「新增設計條件」(Add Design Criteria)。「設計條件」(Design Criteria) 對話方塊即會開啟。
2. 根據您的研究類型選取「設計目標」(Design Goals) 。
研究類型
設計目標選取
結構研究
選取下列其中一項：
• 選取「最大化剛度」(Maximize stiffness)，指定目標體積百分比，或指定目標質量並從清單中選取單位。
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依預設，會在設計目標中選取目標體積 (%)。目標體積為起始幾何體積塊的百分比。
如果您將主體指定為保留幾何而不定義起始幾何，則預設設計目標為限制質量。
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• 當目標體積為設計目標時，使用中材料的內容對最佳化結果的影響可能最小。
• 如果您希望不同材料具有不同最佳化結果，則應選取目標質量作為設計目標。
• 選取「最小化質量」(Minimize mass) 並指定安全係數。
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若要使用安全係數，材料必須具有屈服強度值。定義材料的屈服應力值。
指派給未指定主體的材料也必須具有屈服強度值。
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不建議將安全係數設計目標與 「位移」(Displacement) 條件約束相結合。僅使用這兩項之一。
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執行初始模擬，以瞭解使用所需安全係數進行最佳化是否成功。很難實現在起始幾何上的最低安全係數與所需安全性係數之間存在較大差異的最佳化。
避免起始幾何上的應力集中，以取得最佳化的結果幾何。
模態研究
選取下列其中一項：
• 選取「最大化基本頻率」(Maximize Fundamental Frequency)，指定目標體積百分比，或指定目標質量並從清單中選取單位。
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依預設，會在設計目標中選取目標體積 (%)。目標體積為起始幾何體積塊的百分比。
欲使用目標體積 (以 % 計) 作為設計目標，您必須將主體指定為起始幾何。
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• 當目標體積為設計目標時，使用中材料的內容對最佳化結果的影響可能最小。
• 如果您希望不同材料具有不同最佳化結果，則應選取目標質量作為設計目標。
• 選取「最小化質量」(Minimize mass)，並指定基本頻率的最低值。
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基本頻率將會高於所有負載案例的指定頻率。
熱研究
選取下列其中一項：
• 選取「最小化溫度峰值」(Minimize peak temperature)，並指定目標體積百分比，或指定目標質量並從清單中選取單位。
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依預設，會在設計目標中選取目標體積 (%)。目標體積為起始幾何體積塊的百分比。
如果您將主體指定為保留幾何而不定義起始幾何，則預設設計目標為限制質量。
• 選取「最小化質量」(Minimize mass) 並指定溫度峰值。
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溫度峰值將等於或小於所有負載狀況的指定溫度。
3. 按一下「新增條件約束」(Add Constraints)，然後選取附加條件約束。
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在結構研究中，您可以新增「基本頻率」(Fundamental Frequency) 作為附加條件約束。在模態研究中，您可以新增「安全係數」(Safety Factor)、「峰值位移」(Peak Displacement) 或兩者作為附加條件約束。
4. 欲新增「峰值位移」(Peak Displacement) 作為附加條件約束，請執行下列操作：
a. 按一下「新增條件約束」(Add Constraints)，然後選取「峰值位移」(Peak Displacement)。「峰值位移」(Peak Displacement) 對話方塊即會開啟。
b. 指定條件約束的名稱或使用預設名稱。
c. 從保留幾何中選取曲面。您的選取項會顯示在「參照」(References) 收集器中。
d. 選取「天花板」(Ceiling) 或「地板」(Floor) 作為峰值位移條件約束的類型。
e. 選取座標系或使用預設系統。
f. 按一下 並選取線性邊或平曲面來指定負載方向，或使用預設方向。
g. 在 X、Y 或 Z 欄位中鍵入值 0、1 或 -1，以指定方向的單位向量值。您可以在 X、Y 與 Z 欄位中鍵入 0，以指定峰值位移條件約束的整體方向。
h. 指定非零正值作為量值。預設值為 1。
i. 從清單中選取條件約束單位，或接受預設單位。
j. 按一下「確定」(OK)。
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將峰值位移條件約束新增至設計條件之後，您可以編輯或移除該位移條件約束。
您可以在設計條件中新增多個峰值位移條件約束。
5. 在「製造和幾何條件約束」(Manufacturing and Geometric Constraints) 下，按一下「新增條件約束」(Add Constraints)，然後選取相關製造條件約束與幾何條件約束。
6. 欲將材料新增至設計條件，請按一下「新增材料」(Add Materials)。「材料」(Materials) 對話方塊開啟。零件的主要材料會顯示在「模型內的材料」(Materials in Model) 清單中。
a. 欲新增更多材料，請連按兩下「資料庫中的材料」(Materials in Library) 清單中的材料。所選材料會新增至「模型內的材料」(Materials in Model) 清單中。
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您最多可以將 10 個材料新增至設計條件。
b. 按一下「選取」(Select)。「材料」(Materials) 對話方塊即會關閉。所選材料會顯示在「設計條件」(Design Criteria) 對話方塊的「材料」(Materials) 部份下。
7. 欲將材料設定為使用中材料，請將指標移到材料上然後按一下 。
8. 按一下「確定」(OK)。設計條件會列在生成樹中的 Design Criteria 節點下。
製造與幾何條件約束
您可以將不同的製造與幾何條件約束新增至設計條件。下表介紹了可用條件約束以及將條件約束新增至設計條件的步驟：
條件約束
新增條件約束的步驟
「建構方向」(Build Direction) - 此製造條件約束有助於減少 3D 列印時所需的支援量。
您可以指定 3D 列印的方向以及臨界角度的值。臨界角度是相對於不需要支援之列印方向的最大角度值。
1. 按一下「新增條件約束」(Add Constraints)，然後選取「建構方向」(Build Direction)。「設計條件」(Design Criteria) 對話方塊即會展開。
2. 在「建構方向」(Build direction) 方塊中按一下。
3. 在圖形視窗中，選取曲面、座標系、座標系軸、邊或基準平面作為參照。即會顯示一個箭頭，顯示建構方向。
4. 欲變更建構方向，請執行下列其中一項操作：
◦ 在圖形視窗中，按一下箭頭。
◦ 在「設計條件」(Design Criteria) 對話方塊中，按一下 。
5. 在「臨界角度」(Critical angle) 方塊中，指定值。
「分模線」(Parting Line) - 此製造條件約束可用於鑄造與鍛造方法。
您可以指定分模線的類型：2D 分模線或3D 分模線。分模線是零件上的一條線，指示基礎板與頂層板之間的接觸面。2D 分模線位於基準平面上，而 3D 分模線不受限於任何平面。
您也可以指定拉出方向與拔模角度，即模具板壁之間的角度。
1. 按一下「新增條件約束」(Add Constraints)，然後選取「分模線」(Parting Line)。「設計條件」(Design Criteria) 對話方塊即會展開。
2. 按一下「拉出方向」(Pull direction) 方塊。
3. 在圖形視窗中，選取曲面或基準平面作為參照。
4. 在「設計條件」(Design Criteria) 對話方塊中，指定「拔模角度」(Draft angle) 值。
5. 欲定義「拔模線」(Draft line)，請執行下列其中一項操作：
◦ 按一下 2D，然後在圖形視窗中選取平面。
◦ 按一下 3D。
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選取「分模線」(Parting Line) 條件約束之後，您將無法選取「線性引伸」(Linear Extrude) 條件約束。這兩者是相反的製造條件約束。
「線性引伸」(Linear Extrude) - 此製造條件約束可用於 2 軸與 3 軸銑削方法。
此條件約束會建立一個線性拉出方向引伸，這是用於銑削的刀具方向。
您可以擁有單向或雙向線性引伸。單向引伸在一側是平坦的，而在另一側，則為 3 軸銑削機床的自由成型。雙向引伸在兩側都是平坦的，這適用於 2 軸切削。
1. 按一下「新增條件約束」(Add Constraints)，然後選取「線性引伸」(Linear Extrude)。「設計條件」(Design Criteria) 對話方塊即會展開。
2. 按一下「引伸方向」(Extrude direction) 方塊。
3. 在圖形視窗中，選取曲面、邊、基準平面或座標系軸作為參照。即會顯示一個箭頭，顯示引伸方向。
4. 欲變更引伸方向，請執行下列其中一項操作：
◦ 在圖形視窗中，按一下箭頭。
◦ 在「設計條件」(Design Criteria) 對話方塊中，按一下 。
5. 在「引伸角度」(Extrude angle) 方塊中，指定值。
6. 欲擁有雙向引伸，請選取「雙向」(Bi-directional) 核取方塊。
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選取「線性引伸」(Linear Extrude) 條件約束之後，您將無法選取「分模線」(Parting Line) 條件約束。這兩者是相反的製造條件約束。
「最小特徵尺寸」(Minimum Feature Size) - 此幾何條件約束可控制最佳化形狀中的特徵尺寸。
此條件約束可確保所產生模型在任何橫截面上的厚度始終大於指定值。
1. 按一下「新增條件約束」(Add Constraints)，然後選取「最小特徵尺寸」(Minimum Feature Size)。「設計條件」(Design Criteria) 對話方塊即會展開。
2. 在「最小特徵尺寸」(Minimum Feature Size) 方塊中，指定值並從清單中選取單位。
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請確定指定的值大於元素大小的三倍。
「對稱」(Symmetry) - 此幾何條件約束會建構平面、旋轉或這兩種類型的對稱。
無論研究中的非對稱載入為何，平面與旋轉對稱條件約束都會強制執行形狀對稱。
1. 按一下「新增條件約束」(Add Constraints)，然後選取「對稱」(Symmetry)。「設計條件」(Design Criteria) 對話方塊即會展開。
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您可以新增平面條件約束、旋轉條件約束或同時新增這兩種類型的條件約束。
2. 欲新增平面條件約束，請執行下列操作：
a. 按一下 。
b. 在圖形視窗中，選取平面作為「對稱平面」(Symmetry planes)。您最多可以選取三個對稱平面。
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按下 Ctrl 鍵來選取多個對稱平面。
3. 欲新增旋轉條件約束，請執行下列操作：
a. 按一下 。
b. 在圖形視窗中，選取一個軸作為「對稱軸」(Symmetry axis)。
c. 將旋轉重複次數指定為「例證」(Instances)。
4. 欲新增平面與旋轉條件約束，請執行下列操作：
a. 按一下 。
b. 在圖形視窗中，選取「對稱平面」(Symmetry planes)。
c. 在圖形視窗中，選取「對稱軸」(Symmetry axis)。
d. 指定「例證」(Instances)數。
「最小皺折半徑」(Minimum Crease Radius) - 此幾何條件約束可用於平滑處理已求解的幾何，並在最佳化中減少多板。
此條件約束可確保所有曲面都保持繞最小半徑的曲率。
1. 按一下「新增條件約束」(Add Constraints)，然後選取「最小皺折半徑」(Minimum Crease Radius)。「設計條件」(Design Criteria) 對話方塊即會展開。
2. 在「最小皺折半徑」(Minimum Crease Radius) 方塊中，指定值並從清單中選取單位。
「材料分佈」(Material Spreading) - 此幾何條件約束可控制材料的分佈。
材料分佈值的範圍為 0 至 100。增加此值將導致厚實體區域減少，薄壁和支柱增多。
1. 按一下「新增條件約束」(Add Constraints)，然後選取「材料分佈」(Material Spreading)。「設計條件」(Design Criteria) 對話方塊即會展開。
2. 欲定義「材料分佈」(Material spreading)，請調整滑塊或在方塊中指定值。
「連接保留主體和曲面」(Connect Preserved Bodies and Surfaces) - 此幾何條件約束會連接最佳化形狀中的所有保留主體與保留曲面。
• 按一下「新增條件約束」(Add Constraints)，然後選取「連接保留主體和曲面」(Connect Preserved Bodies and Surfaces)。「設計條件」(Design Criteria) 對話方塊即會展開。
設計條件與材料狀況
生成樹上的圖像表示設計條件與材料的狀況：
• - 設計條件已定義，但未處於使用中狀態。
• - 設計條件處於使用中狀態。拓樸最佳化及產生設計只會考慮使用中設計條件。
• - 設計條件未定義。
• - 設計條件已定義但有問題。
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將指標移到圖示上以檢視可協助您解決問題的工具提示。
• - 設計條件或材料的項目已關聯到生成設計特徵 (GDF)。
• - 材料處於使用中狀態。
生成樹中的設計條件操作
您可以從生成樹中對設計條件執行下列操作：
操作
執行操作的步驟
啟動設計條件。
選取設計條件節點，然後在迷你工具列上按一下 「啟動」(Activate)。
修改設計條件。
選取設計條件節點，然後在迷你工具列上按一下 「編輯定義」(Edit Definition)。「設計條件」(Design Criteria) 對話方塊即會開啟。編輯設計參數，然後按一下「確定」(OK) 以儲存變更。
重複設計條件。
在設計條件節點上按一下滑鼠右鍵，然後按一下「重複」(Duplicate)。即會建立所選設計條件的副本，並將其新增至研究。
或者，以滑鼠右鍵按一下設計條件節點，然後按一下 「複製」(Copy)。在研究節點上按一下滑鼠右鍵，然後按一下「貼上」(Paste)。
新建設計條件。
選取設計條件節點，然後在迷你工具列上按一下 「新建」(New)。「設計條件」(Design Criteria) 對話方塊即會開啟。
重新命名設計條件。
在設計條件節點上按一下滑鼠右鍵，然後按一下 「重新命名」(Rename)。
刪除設計條件。
在設計條件節點上按一下滑鼠右鍵，然後按一下 「刪除」(Delete)。
生成樹中的材料操作
您可以從生成樹中對材料執行下列操作：
操作
執行操作的步驟
變更材料。
選取材料，然後在迷你工具列上按一下 「編輯定義」(Edit Definition)。「材料定義」(Material Definition) 對話方塊開啟。選取新材料，然後按一下「確定」(OK) 來儲存變更。
啟動材料。
選取材料，然後在迷你工具列上按一下 「啟動」(Activate)。如果啟動材料，則與材料相關聯的製造方法也會啟動。
移除材料。
以滑鼠右鍵按一下材料，然後按一下「移除」(Remove)。
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