用于性能提升与减重及其工业影响的生成式设计

本文研究了一个支架的生成式设计，该支架辅助安装在其上的连杆通过转动关节旋转。生成式设计是制造领域中当我们关注减重和性能增益时通常使用的术语。优化也是一个类似术语。二者唯一区别在于生成式设计考虑应力分析，而优化考虑载荷路径以给出所需结果。为对生成式设计支架进行批判性分析，使用了 Autodesk Fusion 360，其具有在云端进行生成式设计的内置功能，给定保留几何与障碍几何、起始形状与分辨率、载荷工况与约束、材料与制造方法。探索了生成式支架的迭代解，并进一步通过应力仿真、热仿真、屈曲仿真和模态频率等仿真进行验证，从而得到用于成形设计与网格划分的恰当结果。对支架设计与网格后处理之后，其 CAD 进一步转换为 CAM 以在合适制造方法下送交 3D 打印。最终生成式支架设计被链接并装入初始装配体，以检查其与连杆、机器接口和关节的正常配合。考虑多种参数所生成的设计是性能提升与减重的最佳成果。本文将作为涉及多研究与多环境零件设计的基础，这将是未来技术中工业研究的课题。