 Red Cedar Technology使用HEEDS NP使Magliner的車輪支架重量降低14.2%同時保持卓越的性能
Magline旗下的Magliner®品牌是手推車行業(yè)的領導者。運貨員通常使用Magliner的產(chǎn)品在貨車和商店貨架之間運輸軟飲料、瓶裝水和食品。這些手推車有不同配置可以滿足多種需求。
作為一個大型減重工作的一部分，Magline在Red Cedar Technology的幫助下優(yōu)化了一種在多個產(chǎn)品中使用的壓鑄車輪支架。
挑戰(zhàn)
這個車輪支架已經(jīng)被精心設計過，因此常規(guī)的工程方法難以達到所需的重量減輕目標。另外，Magliner由于其出色的質量和可靠性而被業(yè)界認同，因此新的優(yōu)化車輪支架需要保持與當前設計相同的性能和堅固度。由于這個車輪支架將會用于幾個不同的手推車配置并在大量場景中使用，所以在優(yōu)化過程中要考慮多種負載狀況。最后，這個設計對于鋁合金或鎂合金的版本同樣適用。
解決方案
這個車輪支架有48種可能的負載狀況。在其中，選擇5種最關鍵的負載狀況，用于外形優(yōu)化過程。使用Abaqus Standard有限元分析軟件對每個設計迭代進行分析。
為完成優(yōu)化研究，Red Cedar Technology的工程師使用HEEDS NP直接對有限元網(wǎng)格進行非參數(shù)的外形優(yōu)化。HEEDS NP使節(jié)點在附近移動，在不需要的地方減少材料，在壓力超過允許值的地方添加材料。結果得到一個自由形態(tài)的外形變化量，滿足壓力和位移目標，同時是部件的整體材料最少。
在HEEDS NP外形優(yōu)化過程中，可以對節(jié)點的移動添加約束以保證其工藝性。在這個案例中，輪子支架是一個壓鑄的部件，因此在壓鑄方向上必須保留。另外，為了配合已有的支撐面和其它附件，一些區(qū)域的形狀不能有任何變化。
HEEDS NP按順序進行每個有限元的分析，根據(jù)前一步迭代預測的壓力狀態(tài)修改形狀。每次分析都包括了五種關鍵的負載狀態(tài)。
HEEDS NP只用了20次設計迭代就找到了合適的解決方案，使重量降低了14.5%。一個設計者使用HEEDS NP優(yōu)化設計得到的節(jié)點坐標來開發(fā)出一個平滑的CAD模型用于機床加工。
最后，平滑后的設計方案的重量比基礎設計的減少了14.2%，使幾種關鍵負載情況的壓力減小了20%，同時保持了卓越的性能和堅固度。
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