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2026_DesignAI/09-industrial-design/ch21-design-optimization.md
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pengxiao e58b95d227 初始化:从 docx 拆分为独立 Markdown 章节
将《设计人工智能:基础与应用》拆分为 38 个 Markdown 文件,
按 11 个部分(上篇6部分+下篇5部分)+ 3 个附录组织。

Co-Authored-By: Claude Opus 4.7 <noreply@anthropic.com>
2026-04-25 10:32:58 +08:00

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学习目标

  1. 了解AI在结构优化中的应用

    掌握材料选择和可制造性分析方法

    理解AI辅助制造准备的技术

核心应用

结构优化

拓扑优化

设计空间`` → ``约束条件`` → ``优化算法`` → ``最优结构

``轻量化与强度平衡

AI方法 - 生成式设计:自动探索设计方案 - 拓扑优化:材料分布优化 - 网格优化:轻量化结构

工具 - Autodesk Fusion 360:生成式设计 - nTopology:隐式建模 - Altair Inspire:拓扑优化

材料选择

AI辅助决策


考虑因素 AI方法


力学性能 材料数据库检索

成本 价格预测模型

可持续性 环境影响评估

可加工性 工艺兼容性分析

可制造性分析

分析内容 - DFM (Design for Manufacturing):制造可行性 - DFA (Design for Assembly):装配可行性 - DFT (Design for Test):测试可行性

AI应用: - 自动检测设计缺陷 - 工艺参数推荐 - 成本估算

案例分析

案例:汽车零部件轻量化 1. 初始设计分析 2. 定义设计空间和约束 3. AI生成多种拓扑方案 4. 仿真验证性能 5. 优化后投入制造

思考与练习

  1. 拓扑优化的结果如何满足生产工艺要求?

  2. AI如何帮助选择可持续材料?

  3. 选择一个简单产品,分析AI可优化的环节

关键术语


中文 英文 说明


概念设计 Concept Design 初步设计阶段

拓扑优化 Topology Optimization 结构布局优化

生成式设计 Generative Design AI驱动设计生成

可制造性 Manufacturability 生产可行性

轻量化 Lightweight 减少重量

延伸阅读

  1. Autodesk Generative Design

    nTopology技术文档