液壓集成塊的輕量化實踐

——以下為非典型性技術文章，主要為大家提供一種新的設計思路，所以不嚴謹之處還望大家不要深究。

本文的優化方案主要使用的Fluent、Inspire、3-matic軟件。

不小心關了瀏覽器，碼的字不見了，還好前半截截了圖。

                     的液壓流道。同時也可以再使用拓撲優化技術，實現輕量化設計。

       下圖為某一閥塊和常見的流道形式，受限于傳統加工方式（鉆孔工藝），流道基本為直角過渡。

（1）將傳統的流道轉換為曲線流道。

直角過渡的流道，五毒俱全，多余的工藝孔、刀尖容腔、湍流、渦流、回流。。。

為此，我們依據參數化的優化方式，進行首次優化，如U形。

兩者對比，傳統流道的壓力損失超過80Kpa，而U形壓降為60Kpa ，降低了28%。

（2）利用伴隨優化技術與網格自由變形技術，實現流道的進一步優化

通過伴隨求解器，獲得壓降對于流道形狀的敏感度分布，指導流道形狀的自由優化。如下圖：

    通過5次的伴隨迭代后，獲得了一個膨脹的彎頭，優化了流動狀態，壓力損失進一步降低了約30%（總49%）,同時我也計算了出口速度分布和內部壓力分布的均勻性，都得到了提升，可以減少管路中氣蝕的情況。可以說是一組振奮人心的數據，同時這些腫脹的結構，難以使用傳統的工藝進行加工，只能使用增材制造技術進行加工。

        其實這部分內容，現在做氣動外形優化的同學，應該蠻熟悉的，比如基于升阻比優化機翼外形，基于阻力優化F1賽車尾翼等。

（3）輕量化設計

       既然優化后的流道需要使用增材制造技術來進行加工，正好我們可以再進行一下輕量化設計。而這些，都是符合增材制造技術對設計的期待的。

       為此，我們將液壓設計標準、流體對壁面的作用載荷、其他液壓組件安裝時的載荷作為初始條件，導入SolidThinking inspire軟件中，以期獲得新的設計靈感。

        嗯，電腦性能不太好，最小單元尺寸給的比較大，不過還好。

        接下來是再建模，以下為重構完的部分，總重量降低了大約68%。

我們可以使用Inspire中的PolyNurbs建模模塊來做，或者直接使用網格光滑技術，進行快速建模。

可見，Inspire 軟件在概念設計和創意設計初期是非常高效的，能快速幫助我們獲得設計靈感。