solidThinking Inspire 在车辆板簧支架设计中的应用

本文摘要（由AI生成）：

本文介绍了大车辆前板簧后支架的设计挑战及解决方案。该支架需承受高载荷，且需满足轻量化要求。传统设计往往重外形而轻性能，导致产品可靠性不足。使用solidThinking Inspire工具，设计师可在概念设计阶段兼顾外形与性能。通过定义设计空间、工况和制造约束，优化后的支架结构材料分布更合理，既满足了强度要求，又降低了质量。该方案克服了经验设计的局限性，提高了工作效率，降低了生产成本。

大车辆前板簧后支架是重型车固定前板簧后部卷耳的支架，受到来自板簧方面的载荷，较容易受到破坏，所以对其强度要求很高；近年来车辆轻量化的呼声愈来愈高，所以各类铸件支架等都要求在满足强度要求的情况下质量最小，因此在工程概念设计初期，非常有必要对其进行优化设计，以达到强度和轻量化要求。

工程师在产品设计前，一般会在脑海里生成一个产品的雏形，进而勾勒出整个产品的大致模样，这个阶段可以称为概念创意阶段，接下来会考虑产品的功能性，满足零件的装配及使用情况，但往往对产品的性能欠考虑，使得产品在使用过程中可靠性得不到保障。

 解决方案

在设计开始之前，设计师通过创建模型外观边界的三维实体来构思造型，这个边界所包含的体积称为设计空间，所有Inspire优化后的形态都包含于这个设计空间里。鉴于支架与车架的安装连接关系，以及支架与板簧卷耳的位置和安装关系，定义好车辆前板簧后支架的初始设计空间，其中六个小孔为支架与车架的安装孔，两个大孔为支架与卷耳的安装空位。

考虑到工程实际应用，必须对部件的工作状况进行定义，只有这样，Inspire优化出来的结构才能满足实际工作需要。根据该型车前板簧后支架在车辆中的实际作用，定义了三个工况，分别为：垂向静态工况，制动工况和转弯工况。随后在初始构建的空间上施加这三个工况，并增加形状控制等制造约束。

设置其目标质量为20%，由于是概念设计阶段，所以材料采用系统默认的 AISI 304。根据之前的优化设置，在HP Z800图形工作站运行8分钟后得到优化结果，优化后的概念创意设计。根据之前Inspire优化后的概念雏形，结合支架与车架及板簧的连接关系，以及零件制造及工艺性的要求，获得最终结构创意设计。

将最终的创意设计结构体现在实际工程中，与车辆的板簧及车架连接。

结果及结论  
  

通过 solidThinking Inspire可以更加科学有效的进行结构设计，使材料在零件的布置更加合理，克服了以往靠经验设计，仅考虑零件的功能性需求，忽视其可靠性的缺陷。通过 Inspire的优化设计，不仅可以很好的布置其材料分布，而且节省不必要的材料应用，既提高工作效率，也实现了生产成本的降低。