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产品概念设计初期，

单纯的凭借经验以及想象对零部件进行设计往往是不够的，

在适当约束

条件下，如果能充分利用“拓扑优化技术”进行分析，并结合丰富的产品设计经验，是有能力

设计出更满足产品结构技术方案、工艺要求、而且更质轻质优的产品的。

拓扑优化主要思想是寻求一种能够根据给定负载情况、

约束条件和性能指标，

在指定区域内

对材料分布进行优化的数学方法，对系统材料发挥最大利用率。

通过将区域离散成足够多的子区域，

借助有限元分析技术对于结构进行强度分析或模态分析

等，

按照指定优化策略和准则从这些子区域中删除一定数量单元，

用保留下来的单元描述结

构的最优拓扑。

图

1 

ANSYS 

Topology 

Optimization

拓扑优化模块能够结合

ANSYS 

Mechanical

进行强度和频率

两种分析下的拓扑优化分析计算，强大的

SpaceClaim 

Direct 

Modeler

能够继拓扑优化之后

对于较为粗陋的刻面片体结构完成光顺化处理，

STL

文件生成直接送入

3D

增材打印机进行

打印满足轻量化设计需求。

同时

SpaceClaim 

Direct 

Modeler

先进强大的建模技术、修复技术能使工程师根据光顺后的

外观进行建模重构获得三维造型设计，高级蒙皮功能技术能够最大化保留拓扑优化结构形

貌，这些都极大满足了复杂装配体结构安装、定位、配合、功能等需求。如图

1

所示，为某

机械手臂结构拓扑优化与光顺化示例。

轻量化设计之后，

可以考虑重构建模和刻面片直接光顺化两种技术，

直接用于实际产品仿真