采用ANSA Morphing 功能的轮胎截面优化策略：一种参数化设计方法在产品设计领域的应用

引言

在产品设计和开发过程中，一些局部结构的变化或改进不可避免。传统的方式来维护和修改产品模型不仅耗时且成本高，尤其是在逆向工程、原型优化或迭代设计过程中。ANSA软件的Morphing功能提供了一种高效的方法，允许设计者通过参数化控制，轻松实现产品几何或网格模型的动态调整，从而极大地节省了重复建模的时间。

ANSA Morphing功能概述

ANSA作为一种集成的工程分析和研究软件，其Morphing功能能通过控制变量和边界条件来表达和控制模型的形状和结构变化。通过Morphing功能，设计人员能够在不重新建模的情况下，快速应用结构调整，适应变化的需求。

MWave 功能与Wheel Morphing优化案例




MWave功能是ANSA软件中的一个高级动画设计组件，它被用于创建动画、进行参数化设计和响应性设计改进。对于轮胎截面优化而言，MWave可以完美地结合Morphing功能，实现参数化设计的自动化或半自动控制。此优化过程分为多个步骤：

1. 创建Morphing边界盒


2. 控制编辑与参数化变形


方案1：三维Morphing边界盒

建立一个三维的Morphing边界盒，如图所示，将其包围目标模型，并使用控制参数调整边界盒中节点沿边界线的方向延伸，从而实现整体结构的拉长或形变。通过参数化控制，精确调整变形量，实现在设计阶段的自由形变。

方案2：二维Morphing边界盒

将目标成型为一个二维的Morphing边界盒，适用于截面调整。通过控制边界盒节点沿特定的边界线平移，实现轮胎截面厚度的局部增厚，内轮廓线及其关联区域的平移调整，从而优化轮胎的几何特性。

过程案例与具体应用步骤


以轮胎截面优化为例，具体步骤如下：

本地区域调整：对于需要局部修改的部分（例如增加强度或改变接触性能），通过方案1的三维Morphing边界盒设置，调整边界盒在特定方向上的延伸，实现结构拉长或形变优化。

厚度增厚与内部结构调整：通过方案2的二维Morphing边界盒，保持外轮廓不变，针对胎侧厚度进行局部增厚处理，并通过算法调整内轮廓线及其相邻区域的空间位置，确保整体几何形状的协调性与功能性。

删除和移位内侧线段：对于需要简化结构或调整内部连接线段的设计要求，方案3提供了一个直观的方法：识别并删除内侧不必要的连接线段，通过平移相关的线段至理想位置，实现轮胎内部结构的优化调整，进一步提升产品设计的效率与性能。