Inspire赋能3D打印铰链力臂优化设计

某机构铰链力臂通过 4 个连接螺钉固定在基体上，悬臂受集中载荷，通过铰链力臂传力至基体结构,优化结构和传力路径，可以更高效的传递载荷和减轻结构重量。

1. 优化目标：限定材料体积，优化结构使其承受载荷最大；

2. 结构材料：材料密度为1.16每立方厘米，重量不高于46g；

3. 尺寸要求：图中结构为初始参考结构，要求优化后的结构保证安装接口、加载接口和图中明确的尺寸，避开不可设计区域，其余均可自由设计；

4. 加载试验：参赛作品通过 4 个HB1-202 M6x14 螺钉和 4 个HB1-521 6x10x0.8 平垫与固定工装对接,选手需保证作品可以和固定工装可靠连接。（接口不符合要求或连接不可靠的作品视为无效作品）。悬臂通过Φ6 通孔与加载工装穿销连接，加载方向竖直向下，直至结构破坏（装配如图 3）；

5. 空腔结构需预留排流出口，建议薄壁结构厚度不小于 0.5mm，若采用点阵结构，建议连杆直径不小于 1mm。

                                                                        图 1

                                                          图 2

                                                                图 3

经过以上审题后设定优化设计空间模型

使用inspire进行两轮优化后得到的优化设计模型

使用UG对优化后模型重建第一版

使用UG对优化后模型重建第二版

对重建后第二版模型，使用Inspire进行结构仿真，在1600N载荷极限下测得的屈服极限百分比为178.2%，预计实际载荷在1300N至1500N之间

提交后3D打印得到的实际称重为46g符合比赛要求

进行实际加载测试得到最大受力为1454.3N,处于预期承受最大载荷范围内

实验力时间曲线图

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