挑战括号

我从最低要求开始了这个设计挑战。对于本项目，裸露最小材料要求是所有孔周围的2D最小边缘距离，孔模式E除外，如果满足最小边缘距离要求，则会违反材料封套。根据评委的意见，孔模式E采用了材料封套中可容纳的最大边缘距离。当查看垂直于基准A的零件时，很明显桥梁是最有效的荷载形状。基准B上的均匀荷载由两个支架施加的力抵消。最大力矩出现在这些支撑件上，在部件中部达到零。在此基础上，使用弯曲工字梁支撑荷载，并连接支架两侧。从侧面看，显然荷载对支架施加了力矩。同样，我使用了一种类似于工字梁的设计来承载力矩并连接到桥件上。在材料包层内，很难在上下螺栓孔之间均匀分布载荷，因此使用了大量圆角和宽法兰。尽可能使用圆角消除应力集中。图纸中规定的通孔尺寸0.22“和0.27”，分别对应于#10和1/4”紧固件的间隙孔。假设使用内六角头螺钉，则#10螺栓的头部直径为0.312“。然而，也可能使用高达0.5”的垫圈。设计中考虑了这方面的间隙。0.7”的套筒间隙用于螺母接触，因为这对于典型的3/8”驱动套筒来说是足够的间隙。载荷计算在Solidworks模拟中进行。如说明所示，孔模式D用于固定零件。该固定几何体必然在孔处和孔周围产生过大的荷载，这些荷载基本上被忽略。对基准B施加均布载荷。在这种情况下，还使用对称约束运行模拟，以加快模拟时间。因此，施加的荷载仅为300 lbs，尽管这将得到与用600 lbs加载整个零件相同的结果。从模拟结果中可以看出，支架在极限荷载下即将失效，这与实际情况完全相同。应力验证了桥梁是最有效承载形状的初始预测。桥中部的荷载很小，向支座增加。孔型E周围的材料会产生较大的应力，因为它大部分是从支架的其余部分悬臂出来的。在不违反设计约束的情况下，很难降低此负载。如模拟结果所示，这些应力等于或略高于材料的给定抗拉强度。由于这些应力非常接近固定孔，因此在不进行进一步测试的情况下，很难验证其相关性。例如，改为将支架固定在基准A处（由于螺栓荷载的摩擦），可显著降低这些应力。存在大面积的低荷载材料，但该材料主要用于满足最小边缘要求，或加固支架的一部分以减轻另一部分的荷载。关键是加载的材料往往加载相对均匀。虽然强调打印的易用性是第二个考虑因素，但还是有意识地决定消除小口袋，以降低质量，但增加生产零件的时间和劳动力，因为这些口袋必须清理掉支撑材料。质量：0.0897磅体积：1.853立方英寸