Кремень КД Реклама
Кремень КМ Реклама

Топологическая оптимизация. Доработка стола ZAV

vvk187
Идет загрузка
Загрузка
19.02.2020
5987
21
3D-моделирование

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

21
Статья относится к принтерам:
ZAV-MAX-PRO

...Бороться с консолью можно бесконечно долго. Главное, чтобы этот процесс доставлял удовольствие (Конфуций, V век до н.э.)

Примем за догму мысль, что жесткости много не бывает.Задача: получить примерно максимально возможную жесткость конструкции консольного кронштейна стола при  заданной массе. Пусть это будет 1.5 кг.

С большим интересом пообщался со специалистами в сфере "шэйп оптимизэйшн" и "генеративный дезигн", сделал некоторые интересные для себя выводы. В итоге решил пойти по следующему плану: 

  1. Прорисовка болванки будущего стола, обозначение точек приложения сил Топологическая оптимизация. Доработка стола ZAV
  2. Первые прикидки геометрии. По рекомендации взял сетку покрупнее (значительно ускоряет процесс расчёта), плюс постарался задать параметры таким образом, чтобы сетка располагалась в 1 слой по высоте болванки, имитируя одну толстую листовую деталь. Предварительная цель - снизить массу на 60...70%Топологическая оптимизация. Доработка стола ZAVТопологическая оптимизация. Доработка стола ZAV
  3. Что характерно, оптимальные формы деталей работающих на изгиб и кручение значительно отличаются друг от друга. Изгиб отлично воспринимают два двутавра, исходящие от зоны фиксации линейных подшипников. Однако, чтобы сопротивляться кручению алгоритм стремился привести конструкцию к замкнутому коробчатому сечению. В результате нескольких итераций получил приблизительную схему расположения будущих рёбер стола.Топологическая оптимизация. Доработка стола ZAV
  4.  В поисках золотой середины попытался объединить предлагаемые конфигурации. Внутренние рёбра в большей части работают на изгиб, внешние - кручение. Плюс добавил технологическую перемычку в передней части. Она облегчит сборку, сварку и последующую мех.обработку.Топологическая оптимизация. Доработка стола ZAV
  5. После вычитания "лишнего", каждый отдельно взятый элемент образует собой двутавр, работающий в заданных направлениях.Топологическая оптимизация. Доработка стола ZAV
  6. Для тех, кто работал с ЛСТК известно, что постоянная (единая) толщина материала для такого профиля не рациональна. Центральная стенка на порядок слабее включается в работу, нежели горизонтальные полки. Поэтому снова обращаемся к опыту инженеров-строителей и изображаем облегченный двутавр. Этот приём позволил сэкономить еще почти 20% массы, не потеряв при этом в жесткости и прочности.Топологическая оптимизация. Доработка стола ZAV
  7. В итоге получаем технологичную и, на мой взгляд, довольно симпатичную сборку из вырезанных лазером листовых элементов, собираемых в шип-паз для однозначной ориентации. Несколько отверстий позволят стянуть винтами конструкцию перед сваркой.Топологическая оптимизация. Доработка стола ZAV
  8.  В этом решении решил отказаться от фланцевых подшипников, чтобы не заморачиваться перпендикулярностью центральной оси направляющей и плоскости крепления. Соосность, шероховатость и допуск отверстий под втулки LM12LUU обеспечит последующая расточка. А завершающая электрополировка добавит +15 к внешнему виду =)В итоге пространственная конструкция из листа 2 мм в сумме со втулками весит ≈1.3 кгТопологическая оптимизация. Доработка стола ZAV
  9. Для проверки накинул по 5 кг на втулки. Предполагаемые деформации видны на видео.Топологическая оптимизация. Доработка стола ZAVЗЫ. Гифка должна весить до черта, чтобы на ней можно было что-то разглядеть =). В общем при таких нагрузках предельное смещение края кронштейна 0,087 мм, что вполне укладывается в мою концепцию "абсолютной жёсткости" =)

ЗЗЫ. В завершение хочу показать еще несколько вариантов конструкции, полученных при помощи алгоритма генеративного дизайна от автодеска для разных типов нагружения. (Добрые люди из чатика помогли =) Там же, кстати, будет продолжение про крепление нагревательной платформы и компенсацию температурного расширения). А пока предлагаю вдохновиться машинным творчеством =)Топологическая оптимизация. Доработка стола ZAV

Топологическая оптимизация. Доработка стола ZAVТопологическая оптимизация. Доработка стола ZAVТопологическая оптимизация. Доработка стола ZAV

Подпишитесь на автора

Подпишитесь на автора, если вам нравятся его публикации. Тогда вы будете получать уведомления о его новых статьях.

Отписаться от уведомлений вы всегда сможете в профиле автора.

21
Комментарии к статье