“上汽大眾拓撲優(yōu)化設(shè)計大PK”一等獎作品設(shè)計案例
案例概括
增材制造技術(shù)可以制造出傳統(tǒng)加工工藝很難加工的復雜結(jié)構(gòu)、晶格結(jié)構(gòu)等，最大程度上解放產(chǎn)品設(shè)計的束縛，可以讓工程師按照最理想的結(jié)構(gòu)形式來設(shè)計產(chǎn)品，使得產(chǎn)品結(jié)構(gòu)輕量化和高性能可以兼顧。增材制造讓拓撲優(yōu)化技術(shù)的價值得以完全發(fā)揮。安世亞太應(yīng)上汽大眾之邀參加了“某重載鉸鏈支架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計”。
項目挑戰(zhàn)
在一個受約束的設(shè)計空間內(nèi)，前端1個橫向通孔通過直徑3mm的銷子承受載荷，其位置和直徑不可變動；后端通過4個M6螺栓進行固定，螺栓過孔位置和直徑不可變動，螺栓過孔數(shù)量可保留1-4個；螺栓安裝端面所在平面的位置不可變動；既要考慮重載鉸鏈結(jié)構(gòu)質(zhì)量最小，同時承載力最大。
解決方案
首先定義鉸鏈結(jié)構(gòu)可拓撲的設(shè)計空間，通過拓撲優(yōu)化對鉸鏈支架進行概念設(shè)計，我們需要對拓撲優(yōu)化結(jié)果進行重構(gòu)，幾何模型重構(gòu)是一個比較繁瑣的工作，對重構(gòu)后的幾何模型并再次仿真來進行方案優(yōu)化迭代，直到產(chǎn)品結(jié)構(gòu)滿足整個設(shè)計指標要求。
用戶價值
通過這次大賽，讓我們真正見識到增材制造與拓撲優(yōu)化相結(jié)合對產(chǎn)品所帶來的巨大價值，也展示了安世亞太在DfAM方面真正的技術(shù)實力，將一個汽車支架類結(jié)構(gòu)進行拓撲優(yōu)化設(shè)計和基于仿真結(jié)果的模型重構(gòu)，實現(xiàn)減輕結(jié)構(gòu)重量和提高承載能力的目標，達到了較為合理的重量/承載能力平衡點，也恭喜安世亞太DfAM技術(shù)團隊取得了本次比賽第一名的好成績。
