此文為本人原創，首發于2018年4月安世亞太微信公眾號。個人微信公眾號（贏仿設計，二維碼在文末）亦有轉載。

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某型通訊電源如圖1，機箱為鈑金件，主功率PCB質量1.5kg。主功率PCB支撐鈑金件如圖2，原設計質量為0.72kg。

圖3為機箱和PCB支撐的下料展開圖，因為是相同厚度，而且材料均為熱鍍鋅板，加工時可以用一張原始板材。下料面積為952X573=545,495mm²。按圖4的排列方式，下料面積為876X573=501,948mm²。注意到圖4右上角還有空白區域，開始考慮改變PCB支撐的結構，使PCB支撐的下料面積可以完全落入機箱的展開面積。

PCB支撐新設計如圖5，加工階段拆成4件，使用狀態為焊接后的整體件。前支撐如圖6，U型橫梁如圖7，后支撐如圖8。

在PRO/E中定義4個傳遞給ANSYS WORKBENCH的尺寸參數，分別是：后支撐切斷長度(圖9標記A)，前支撐切斷長度(圖10標記B)，橫梁截面寬度和高度如圖11。

在DESIGN MODELLER中導入PRO/E模型后，可見4個尺寸參數也被導入如圖12。抽取中間面，在橫梁上建立4個印記面作為PCB重量的作用面。在MECHANICAL內指定邊界條件和載荷如圖13，并設置輸出參數：前支撐質量、后支撐質量、橫梁質量、最大變形量、最大等效應力。

如圖14，Parameter Set中設置總質量參數P101，數值等于前支撐、后支撐、2個橫梁的質量之和。建立響應面優化任務如圖15。根據主功率PCB安裝情況，指定尺寸參數的變化范圍如圖16：前支撐切斷長度50~120，后支撐切斷長度240~312，橫梁截面寬度14~30，橫梁截面高度6~13。

更新后，獲得25個DOE設計點的輸出參數指定結果：零件質量，最大變形，最大等效應力如圖17。

擬合度曲線如圖18，可見響應面預測與實驗設計點匹配的很好。如圖19，設置優化目標：總質量(參數P101)最小。設置約束：最大變形<0.1mm，最大等效應力<156MPa(熱鍍鋅板材料屈服強度235MPa/1.5)。

優化結果如圖20：前支撐切斷長度50.7，后支撐切斷長度281.5，橫梁截面寬度14.7，橫梁截面高度7.6，總質量0.43254kg，最大變形0.0899mm，最大等效應力15.656MPa。

在MECHANICAL中驗證計算，最大變形如圖21，最大等效應力如圖22。RRO/E中更新結果如圖23。

PCB支撐新舊設計的實物對比如圖24和圖25。新設計的鈑金支撐可承載PCB全部質量如圖26。

對比圖27和圖28，新設計減重42%。如圖29，優化后的PCB支撐下料可完全放入機箱鈑金下料的缺口區域。最終下料面積777X573=445,221mm²，比原設計下降18.4%。

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