基于solidthinking-inspire的叉車轉(zhuǎn)向橋橋體設(shè)計(jì)

投稿信箱： 投稿信箱：基于Solidthinking-Inspire的叉關(guān)注技術(shù)鄰優(yōu)化設(shè)計(jì)學(xué)院了 案20以申 上門內(nèi)□省本。而引入仿真優(yōu)化技術(shù)是實(shí)現(xiàn)這些目的的較 定義叉車轉(zhuǎn)向橋橋體設(shè)計(jì)空間時(shí)，由于轉(zhuǎn)向橋受載后，轉(zhuǎn)向節(jié)與上橋體壓緊，與下橋體分離，因此主要承載為轉(zhuǎn)向橋上橋體。下橋體只受主軸變形后的彎矩作用，同時(shí)因?yàn)橹苯釉谵D(zhuǎn)向節(jié)上加力，避免了手工移置載荷帶來的誤差（圖1），因此在設(shè)計(jì)空間中建立了轉(zhuǎn)向節(jié)的模型并定義為非設(shè)計(jì)空間。根據(jù)叉車輪距并考慮避讓橫置油缸位置，建立“工”字結(jié)構(gòu)作為設(shè)計(jì)空間（圖2）。紅色部分為設(shè)計(jì)空而在傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)流程中，往往優(yōu)化工作是在詳細(xì)設(shè)計(jì)完成并形成完整數(shù)字模型后，CAE工程師才根據(jù)數(shù)字后往往再次由CAE工程師進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后再設(shè)計(jì)。即“設(shè)計(jì)—論證—再設(shè)計(jì)”的模式，這樣一方面會(huì)消耗大量的時(shí)間，一方面詳細(xì)設(shè)計(jì)已經(jīng)完成，往往由于開發(fā)周期的限制，一些大的改動(dòng)已經(jīng)不能接受，由于種種限制，優(yōu)化得到的并不是真正的最優(yōu)方案。Atai公司的Solidthinking-Inspire應(yīng)用于設(shè)計(jì)周期最前端即概念設(shè)計(jì)階段，由設(shè)計(jì)工程師使用，根據(jù)構(gòu)件受力、支撐，利用優(yōu)化技術(shù)獲得材料的最構(gòu)，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)。由于早期奠定了良好的基礎(chǔ)，后期CAE工程師優(yōu)化過程中也不會(huì)出現(xiàn)很大的問題，既節(jié)省了大量反復(fù)的工作，減少了開發(fā)周期，又保證設(shè)計(jì)出最優(yōu)方案 圖1叉車轉(zhuǎn)向橋受力簡(jiǎn) （1）定義非設(shè)計(jì)空間上橋體和轉(zhuǎn)向節(jié)連接，下橋體和轉(zhuǎn)向節(jié)之間留有間隙，模擬上橋體主要受力，下橋體受彎矩的真實(shí)受載情況；并合理布置支撐軸位置，在保證最小離地間隙的前提下獲得更好的整車穩(wěn)定性（圖3）。下面將通過叉車轉(zhuǎn)向橋設(shè)計(jì)的實(shí)例，來看看InspireCAD/CAM與制造業(yè)信息化·2013年第7結(jié)果進(jìn)行解讀（圖6），即以Inspire 圖2定義叉車轉(zhuǎn)向橋設(shè)計(jì)空 圖3定義非設(shè)計(jì)空 （2）添加對(duì)稱約束，保證優(yōu)化后橋體左右對(duì)稱；添加中心向兩側(cè)拔模，防止中間出現(xiàn)空洞不利于制造（圖4）。紅色 圖6優(yōu)化結(jié)果解 結(jié)果進(jìn)行解讀（圖6），即以Inspire 圖2定義叉車轉(zhuǎn)向橋設(shè)計(jì)空 圖3定義非設(shè)計(jì)空 （2）添加對(duì)稱約束，保證優(yōu)化后橋體左右對(duì)稱；添加中心向兩側(cè)拔模，防止中間出現(xiàn)空洞不利于制造（圖4）。紅色 圖6優(yōu)化結(jié)果解 考慮轉(zhuǎn)向橋橋體受力特點(diǎn)、可鑄造性、轉(zhuǎn)向油缸布體（圖7） 圖4定義形狀控 在Inspire中，需要定義部件所承受的受力及約束條在本項(xiàng)目中，約束位置為橋體中心支撐軸，為防止完全約束兩端導(dǎo)致剛度過大的問題，放開一端軸向約束，在轉(zhuǎn)向節(jié)上加載載荷，叉車轉(zhuǎn)向橋受力最大的工況主要有最大側(cè)向力工況和最大垂向力工況（圖5），因此由兩種工況聯(lián)合 圖7轉(zhuǎn)向橋橋 再根據(jù)設(shè)計(jì)得到的轉(zhuǎn)向橋模型，由CAE工程師進(jìn)行詳細(xì)的優(yōu)化，得到最終方案（圖8），在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提 圖8最終設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)向橋橋 經(jīng)過CAE仿真分析，最終方案強(qiáng)度、剛度均符合要求 圖5施加各種力與約 Digital 投稿信箱：成本，提高了可靠性（圖9和圖10） 圖9剛度分 投稿信箱：成本，提高了可