双安装耳工字结构支撑连接件

　　在小型非标自动化设备的工位旁侧支撑、桌面级实验装置的构件连接、小型运载设备的局部承重衔接场景里，这类带双安装耳的工字结构支撑件是十分常用的结构连接件，很多刚入行的结构设计人员在做这类小承重构件的时候，容易要么过度设计把零件做的厚重冗余，要么为了减重忽略应力集中点导致后期使用出现变形断裂，这个构件的结构设计刚好踩中了小承重支撑件的设计平衡点。从实际安装适配的角度看，两侧的安装耳板做了长圆形的轮廓设计，每个耳板上预留了两个贯通的安装孔位，孔位的中心距经过匹配常用的M4、M5规格紧固件做了适配，安装的时候不需要额外做孔位扩孔或者补加工，不管是和铝型材的端面锁附，还是和钣金折弯件的立面贴合，耳板的平面度控制在0.1mm以内，

　　能保证锁附之后不会出现局部翘起、受力偏载的问题。中间的工字衔接段没有采用实心的矩形块结构，而是把腹板位置做了内凹的弧面过渡，这种设计不是为了单纯追求造型好看，而是在做有限元收敛验证的时候，发现实心结构在耳板和中间衔接段的直角位置会出现明显的应力集中，当承受垂直于安装面的侧向载荷时，直角拐角处的应力值会比均值高出2.7倍，很容易在长期交变载荷下出现疲劳裂纹，把衔接位置改成平滑的弧面过渡之后，应力流可以顺着弧面均匀传递到两侧的耳板上，不会在拐角处出现应力截断的情况。从实际承重表现来看，这类结构的支撑件在静态载荷下可以稳定承受不超过15kg的垂直挂载载荷，侧向的抗扭表现也能满足小型传感器安装支架、小型管线拖链支撑端、

　　设备外罩防护板连接座的使用需求，不会因为日常的设备振动、轻微的外力碰撞出现连接松动或者结构变形。在做3D打印快速样件验证的时候，这个结构的摆放方向也做了适配优化，把两个耳板的安装面平行于打印平台放置的话，中间的内凹弧面不需要添加额外的支撑结构，只有孔位位置的少量悬垂需要做易剥离的支撑，打印完成之后的后处理工作量很小，打印出来的样件安装面平整度足够，不需要二次打磨就可以直接做装配验证。很多设计人员在做这类小支撑件的时候，容易忽略安装孔的沉头空间预留，这个结构的耳板厚度刚好匹配常用的盘头螺丝、内六角圆柱头螺丝的头部高度，锁附之后螺丝头部不会突出耳板表面，不会和相邻的安装构件出现干涉。另外工字结构的上下翼缘宽度做了等宽设计，

　　不管是正向安装还是反向倒装，和被支撑构件的接触面积都是一致的，不需要在装配的时候特意区分安装方向，能减少一线装配人员的识别成本，降低装反的概率。在和其他构件做配合的时候，中间的腹板内凹空间还可以预留出少量的走线空间，直径在6mm以内的信号线缆、细小的气管可以顺着内凹的弧面排布，不需要额外增加走线卡扣，能让设备的局部布线更加整洁。从结构的受力传递路径来看，当被支撑构件的载荷作用在工字结构的上翼缘时，载荷会顺着两侧的腹板均匀传递到两个安装耳板上，再通过锁附的紧固件分散到安装基座上，整个传力路径没有突兀的截面突变，不会出现局部载荷过载的情况。针对不同的使用场景，这个结构的尺寸可以按照等比例缩放的方式做调整，缩放的时候只需要同步调整安装孔的直径、耳板的厚度、腹板的过渡圆弧半径，就可以适配不同载荷等级的使用需求，不需要重新做整体的结构拓扑优化，能大幅缩短同类型支撑件的设计周期。在做表面处理的时候，不管是机加工件的阳极氧化、镀锌，还是3D打印件的喷砂、打磨，这个结构没有狭小的缝隙或者直角死角，表面处理的药液或者磨料可以顺利接触到所有的结构表面，不会出现局部处理不到位的情况，能提升零件的长期抗锈蚀、抗磨损能力。