空氣支撐結構的案例
神工坊作為承辦單位，支撐中國汽研空氣動力學標準模型創新仿真大賽！
中國汽研空氣動力學標準模型（CAERI Aero Model）創新仿真大賽創辦于2021年，由中國汽車工程學會聯合各單位共同舉辦，已成功舉辦兩屆。第三屆大賽已于2023年3月6日正式啟動。
本屆大賽，神工坊作為承辦單位，對大賽提供算力支持，共同推進我國汽車空氣動力學仿真技術發展，激發行業人員對汽車空氣動力學的創新研究。
大賽啟動通知原文
2023第三屆中國汽研空氣動力學標準模型
（CAERI Aero Model）創新仿真大賽
為了進一步普及汽車空氣動力學仿真知識，推廣應用國內首個感知型汽車空氣動力學標準模型——CAERI Aero Model，進一步提高在校大學生空氣動力學仿真技術能力、工程實踐能力和創新意識，為我國汽車空氣動力學仿真技術發展培養后備力量，同時激發行業人員對汽車空氣動力學的創新研究，2023第三屆中國汽研空氣動力學標準模型（CAERI Aero Model）創新仿真大賽啟動。
展開 支撐座結構有限元分析案例 ￥20
圖1材料屬性
一、支座
圖4.1 支座結構
需要源文件與三維模型聯系扣扣2386317960
1、網格劃分
設置單元大小為10mm，采用六面體體單元對模型進行網格劃分。模型網格單元總數為39844，節點為138416，如圖4.2所示。
圖4.2 網格模型
2、載荷與約束
1）施加約束。根據支座實際工作的情況，對支座實際工作過程中相應的位置施加約束。支座在實際在工作中低板底面固定。點擊supports，選擇 Fixed Support, 然后選擇支座的底面，從而限定了支座在工作時的位置，如圖4.3中A處的位置所示。
2）施加載荷。由于空罐自重G=48236.2kg，（重力加速度取g=9.807mm/s^2，方向沿Y軸負方向），共設置7個支座均布，因此單個支座受力為F=Gg/7=67579N,在Workbench界面中設置，如圖4.3中B 處的位置所示。
圖4.3 載荷與約束
3、求解結果
當約束和載荷施加完成后，我們需要添加求解參數，我們首先選擇Deformation中Total生成機架的總變形云圖，然后選擇Stress中的Equivalent(Von-Mises)查看機架的等效應力。添加好了求解內容后，我們點擊Solve,然后將會求得結果，保存數據，結果如圖4.4、圖4.5所示。
圖4.4應變云圖（最大變形為0.074mm）
圖4.5應力云圖（最大應力97.39MPa）
經過ANSYS Workbench軟件處理后，得出了支座的最大變形量為0.074mm, 位于支座最底部，如圖4.4所示。根據《鋼結構設計規范》，鋼材在工作的過程中最大變形量應該小于L/250(L為支座的高度)，即為安全工作，該機架的高度為L=720mm，L/250=2.88mm,該支座的最大變形量Dmax=0.074mm，遠小于2.88mm。
展開 安全輪胎內支撐三維結構拓撲優化
內支撐式安全輪胎（Inserts Supporting Run-Flat Tire）是一種具有代表性的用于越野車輛的安全輪胎。在正常行駛狀態下，輪胎內部安裝的支撐體不參與車輪的受力；當輪胎被刺破泄氣時，輪胎靠環形支撐體結構實現車輪的各項功能，保證車輛能繼續行駛一定的距離。但是，大多數內支撐式安全輪胎的支撐體采用金屬、橡膠等材質，質量較重，剛度較大，零壓滾動時車輛的機動性和操縱穩定性受到較大影響，此外支撐體和輪胎之間的摩擦生熱問題十分嚴重，不適合大負荷、長距離的行駛，且支撐體結構與輪輞之間的裝配工藝相對復雜，維護比較困難。
圖1 內支撐式安全輪胎受垂直力示意圖
為了降低內支撐式安全輪胎的轉動慣量，一方面需要選用輕量化的材料，另一方面是要對其進行結構優化設計，提高輕量化效果的同時，優化其散熱性能及摩擦問題也至關重要。下面根據安全輪胎內支撐工況進行內支撐拓撲優化模型的創建。
1）將內支撐部件劃分為設計區域和非設計區域，并劃分網格；
2）定義相關的屬性、邊界條件、載荷、優化參數、脫模方向和對稱性，對優化區域和非優化區域進行劃分后，對模型兩側施加對稱約束，下部是固定，上部施加壓力，壓力大小為30Mpa。優化目標為體積最小化，約束條件為等效應力小于100Mpa，將設計區域內每個單元的單元“密度”作為設計變量。優化設計的三要素在OptiStruct中通過不同類型的信息卡描述，結構響應（用于評測目標與約束）以及設計變量均采用Bulk Data類型的信息卡；
3） 在進行結構拓撲優化過程中，依然面臨數值不穩定現象，如棋盤格格式和網格依賴性等問題。
展開 HyperWorks在船舶甲板支撐結構設計中的應用
摘要：文章應用HyperWorks軟件評估了液壓折臂吊下甲板支撐構件的強度，并進一步應用OptiStruct模塊對液壓折臂吊下的船舶甲板支撐結構進行了尺寸優化設計。優化過程中將甲板支撐構件尺寸參數作為變量，將中國船級社規范中規定的許用應力指標作為約束，將支撐結構總質量最小作為優化目標，最終得到了滿足規范要求的甲板支撐構件最優尺寸。
關鍵詞：船舶結構，尺寸優化，HyperWorks
1 引言
近年來，民船大型化，功能多樣化已成為一種趨勢。在船舶設計過程中，船體局部結構有限元強度計算任務較以往有所增加。設計部門需對船級社規范指定的結構，進行有限元強度計算，確保該結構應力符合規范要求，并編制好計算報告書送船級社審核。
在規范指定進行有限元強度校核的構件中，甲板設備支撐結構占了很大比重。其中，典型的甲板設備主要有錨機、起重機、吊桿、起重柱、系纜樁、導纜器和應急拖帶裝置等。按規范要求液壓折臂吊屬起重機吊桿一類，需進行支撐結構強度校核。本文以液壓折臂吊為例，說明HyperWorks在船舶結構強度計算中的具體應用。
通常，在進行強度校核計算前，甲板支撐結構的構件尺寸已初步確定。構件尺寸的初始值是根據整條船的結構規范計算書得來的，這些尺寸主要是基于船舶種類、主尺度、骨架形式等全船性的參數根據規范計算出來的，沒有考慮其上布置甲板設備帶來的載荷。在以往的計算中，通常先校核構件初始尺寸的強度，如不滿足規范滿求，則逐步增大構件尺寸，直至滿足規范要求。本文使用HyperWorks軟件的優化功能，完成船舶甲板結構支撐構件的尺寸優化設計。該方法相對以往方法更加方便，在很大程度上提高了工作效率，通過將質量最小作為優化目標，得到的構件尺寸也更加合理。
展開 
機器人支撐座結構性能知多少？
支撐座與地面的連接方式，地面的硬度，是否有水泥基礎和埋地螺栓等，都會影響支撐座的結構尺寸和結構形式。此外，產造型、產品通用性、產品的生產批量、加工工藝，機器人系統的剛度需求，物料輸送需求，生產運營消耗材料庫存因素等也會影響支撐座的具體結構。
總結
本文以等同材質、等高度、等橫截面面積的圓管形支撐座和方管形支撐座為研究對象，對比了圓環形橫截面與方“回”形橫截面抗彎截面模量的大小，指出了機器人支撐座在各向力矩相同的工況下，以結構強度為主影響因素，忽略其它影響因素的前提下，采用圓管形結構比采用方管形結構更經濟、更安全。
參考文獻
[1]封恒林.《材料力學》(M)，北京：機械工業出版社，1994.4。
[2]聞邦椿，《機械設計手冊》(M)，北京：機械工業出版社，第一卷，1-110。
來源：國際工業自動化網
展開 晶格結構3D打印背包腰部支撐，實現無汗徒步旅行
導讀：利用3D打印技術可以輕而易舉的制造出晶格結構，為很多新產品的開發帶來了新的手段，比如之前介紹的3D打印運動鞋中底、頭盔內襯、自行車座椅等等。本文我們將來介紹一下3D打印晶格結構在背包中的應用。
3D打印腰部支撐
Osprey是一個背包品牌，以高品質、可長期使用而受到旅行者的喜愛，并且還具有很多方便的附加功能。目前，3D打印技術已經被Osprey應用到背包中，來制造一些創新的部件。
兩年來，Osprey的創始人Mike Pfotenhauer一直致力于UNLTD系列背包的開發。這些背包采用最先進的材料和工藝，代表了背包創新的極限。這些背包的一個特點是使用了3D打印腰部配件，可以為背包者提供腰部支撐。據悉，腰部配件采用Carbon的數字光合成（DLS）技術3D打印，提供了防滑抓地力、緩沖支撐以及更好的通風。此外，在生產中使用了更少的材料，減少了浪費。
△Osprey的3D打印背包配件，采用晶格結構
Osprey 營銷副總裁Rob BonDurant表示："Osprey UNLTD系列背包是創新方法的體現，在開發產品的過程中，我們超越了傳統的制造技術，開創了背包設計和終極背包體驗的新時代。"
△Osprey的3D打印背包配件
UNLTD背包使用超高分子量的聚乙烯材料，這個系列總共將有四款背包，其中兩個為男性設計，兩個為女性設計。通過使用3D打印技術制造的腰部支撐，可以使用紋理來防滑，同時也可以為不同的動作和支撐水平做出不同區域的形狀。重量和通風方面的優勢對用戶來說也是有價值的。這是一個真正展示了3D打印能力的項目。
通過改善背包設計，實現無汗徒步旅行
在另一個案例中，德國領先的3D打印聚合物專家裕克施樂接受了開發新一代背包的挑戰，以增強徒步旅行者的體驗。
展開 吉利獲無人機專利授權，天線繞支撐結構轉動實現折疊與展開
6月2日訊，天眼查顯示，浙江吉利控股集團有限公司獲得“一種無人機天線折疊天線結構及應用其的無人機”專利授權，公告號CN213340682U，申請日期為2020年9月，授權日期為2021年6月1日，申請人為浙江吉利控股集團有限公司、四川傲勢科技有限公司。
專利信息顯示，本申請提供一種無人機天線折疊結構及應用其的無人機，包括：天線結構、支撐結構和彈性結構；支撐結構與無人機的機身連接，天線結構與支撐結構轉動連接；彈性結構的一端與支撐結構連接，彈性結構的另一端與天線結構連接；天線結構與無人機的機翼結構位于同側，且天線結構與機翼結構之間的距離不大于機翼結構的長度；
機翼結構向機身折疊時能夠向天線結構施加壓力，以使天線結構繞支撐結構轉動實現折疊；當施加在天線結構的壓力解除時，彈性結構能夠帶動天線結構繞支撐結構轉動實現展開。該無人機天線折疊結構在折疊時不需要額外的操作和設備，能夠有效節省時間和成本，且能夠降低無人機發射難度。
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極飛的泡沫還能夠吹多久？下一個暴雷的會不會是極飛?
展開 Fraunhofer 無需支撐結構的光固化3D打印技術TwoCure 新進展
一種是工藝本身無需添加支撐，這一改進將節省打印準備時間以及簡化后處理步驟。在TwoCure 技術誕生之前，由于樹脂材料的結構脆弱，如果在打印時不添加支撐結構則會產生倒塌。添加支撐結構會對用戶應用3D打印造成一定困擾，因為用戶需要對CAD模型進行額外的準備，并花費時間進行零件的后處理。
另一種方式是將TwoCure 3D打印設備與自動化集成，通過自動化完成從零件打印到后處理的整個工藝流程。根據3D科學谷的市場觀察，集成自動化技術也是光固化3D打印技術的一個發展趨勢，光固化3D打印領域陸續推出了自動化的生產設備，例如3D Systems 的Figure 4，其中一個版本是包含了自動化材料處理和集中后處理的生產型設備；黑格科研發了可通過模組與機械臂實現柔性產量擴展的3D打印自動化生產線Ultracraft Mass。
展開 【結構仿真教程】6分鐘學會壓力容器裙座支撐區強度分析
一、案例背景
轉輪高速旋轉會產生離心力，不僅影響轉輪自身的結構強度，還關系到整機穩定性。因此設計時會用計算機軟件對轉輪進行靜力學分析，確保其強度達標，同時還要進行模態分析，算出固有頻率，避免發生共振。
本案例需要的輸入文件和參數信息如下表：
圖1 幾何模型
二、導入幾何
a. 啟動AIFEM 2024R1；
b. 在窗口左側點擊+新建方案，自定義文件的保存路徑，并填寫文件名“壓力容器”，點擊保存；
圖2 新建方案
c.點擊幾何，導入；找到拷出的模型，打開，導入；
圖3 幾何導入
d. 這個模型是裙座支撐區的1/4，由于模型對稱，仿真中常用這種處理方式以簡化計算。
圖4 模型展示
三、劃分網格
a. 順著左側功能樹從上到下操作，就能完成整個設置。功能樹前有提示圖標，紅色代表必須要設置，綠色空心代表可選擇設置，不設置也能求解，綠色對鉤代表已設置完成，且設置正確；
圖5 功能樹圖標設置
b. 劃分網格。這個模型各個方向尺寸相差不大，且形狀不一致，一般采用四面體網格。點擊網格處的加號，選四面體網格；
圖6 網格劃分
c. 對象選擇整個模型。單元階次設為二階，提高求解精度。全局網格尺寸設為40mm；
圖7 網格劃分
d. 對過渡圓角等細微結構進行網格加密。點局部網格細分處的加號，細分線，對象選圓角處曲線，一共四條。局部網格尺寸設為5mm，確定；
圖8 局部網格細化
e. 點擊生成，幾秒鐘后，體網格就生成了，能看到網格加密的區域。
圖9 網格生成
四、賦予屬性
a. 選擇材料。這個容器的材料是碳素鋼，軟件內置的材料庫沒有，需要手動新增。
展開 蘋果新專利流出：新玻璃支撐結構可使 iPhone 屏幕更薄、更堅固
據外媒 AppleInsider 消息，近日蘋果公司的一份名為“便攜式電子設備的插入型玻璃構件”的新專利流出，該專利中描述了一種在屏幕邊緣使用的由玻璃構成的特殊支撐結構，可以使 iPhone 和 iPad 的屏幕更薄，同時更堅固。
在這項專利中，蘋果公司表示，在玻璃蓋板的邊緣新加入一個玻璃支撐結構，這個支撐結構部分充當了主機身和薄玻璃蓋板之間的中介，同時將粘合劑涂在玻璃蓋板外邊緣的一個“嘴唇”形狀的開口部分上，可以保持整個屏幕的主要玻璃部分的薄度。
實際上，蘋果公司描述的新玻璃支撐結構正是整個設計的核心部分，可以使手機設備的玻璃蓋板成功達到所需的強度和厚度。同時，玻璃蓋板可以由不同的玻璃材料制成，具有不同的特性，以最大限度地提高強度。例如，蘋果公司制造的帶有 Ceramic Shield 玻璃涂層的玻璃，可以硬化主玻璃蓋板，同時保持它的厚度。
了解到，蘋果公司已經探索了許多不同的方式來將玻璃融入其產品。2014 年，在一份關于 "電子設備外殼的陶瓷罩" 的專利申請中，蘋果公司引入了額外的連接部件和凹槽來固定罩子，而不是粘合劑和無間隙設計。該專利文件中還有一些其他構想，包括帶有環繞式觸摸屏的全玻璃 iPhone 以及如何將玻璃用于可折疊 iPhone。
展開 【實際項目】基于ANSYS某超高層大型深基坑支撐結構內力計算分析
深基坑支護體系包括土體、圍護結構以及支撐結構，是一個保護影響域內建筑物等的空間動態體系。其中支撐結構是基坑支護結構的重要組成部分，它由支撐桿件、環梁、立柱、吊桿等構件組成，是一個承受圍護結構所傳遞的土壓力、水壓力的結構體系。支撐結構必須穩定、結點連接構造必須可靠，支撐與豎向圍護結構共同作用為基坑施工提供一個可靠的結構空間。
一般來講，基坑支撐結構計算方法分為如下三種簡化算法：
1、不考慮共同作用的簡化算法
該方法將水平支撐結構視為不動鉸，計算簡圖如下所示，但這種處理方法過高地估計了水平支撐結構對豎向圍護結構變形的約束作用。
2、平面框架計算模型
該方法是先對平面框架進行平面分析，分析得到產生單位法向變形值，美每延米的支撐力及支撐的等效剛度。再將支撐等效剛度作用于每層支撐結構處，并對圍護體系進行平面分析，力學分析模型如下所示。此種方法建模簡單有效，但一般適用于平面比較規則的支撐體系，且需要足夠豐富的工程經驗。
3、空間桿系分析方法
該方法假定豎向圍護樁余其后土體構成一個平面共同工作體系，每層水平支撐結構將豎向圍護樁連接起來，組成空間結構體系。該方法考慮了水平支撐結構形成的支撐樁間作用，受力明確，但此種方法建模工作量較大。力學模型如下：
本次分享的實際項目為某地超高層建筑深基坑支撐結構體系的計算，該超高層主樓地上51層，副樓地上32層，裙房地上8層，整體設置四層地下室，基坑開挖范圍約為84mX111m,主樓區域挖深23.6m，裙樓區域挖深21.6m，周圍布置地下連續墻，并設置兩道支撐。
基坑東側、南側為高層居民住宅區，樁基礎，一層地下室，基坑北側、西側為市政道路，人行道與道路下埋設有雨水管道、給水管道、通訊管道、污水管道、電力管道。
展開 
空氣開關的結構原理—微型斷路器原理
微型斷路器的結構原理，分析的很好，供大家參考學習
香港城市大學支春義教授：基于聚丙烯酸鈉/纖維素雙網絡結構水凝膠的超長拉伸鋅-空氣電池
(n) 兩塊鋅-空氣電池串聯點亮印有“ZAB”字樣的冷光片。
C. 纖維結構，500 % 可拉伸鋅-空氣電池
圖4.基于聚丙烯酸鈉/纖維素雙網絡結構水凝膠的纖維結構可拉伸鋅-空氣電池：(a) 結構示意圖。(b) 不同形變條件下的照片以及最大輸出功率。 (c) 不同形變條件下的充放電曲線。原始以及500 % 拉伸條件下的(d)充放電曲線，(e) 輸出功率曲線以及 (f)最大輸出功率. (g) 在500 % 拉伸條件下的穩定性測試表征。 (h) 纖維狀鋅-空氣電池的防水性能表征。(n) 四條鋅-空氣電池集成到腕帶中，為智能手表供電。
利用雙網絡結構，聚丙烯酸鈉作為基體，纖維素作為增強體，制備了耐堿、超長拉伸鋅-空氣電池。聚丙烯酸鈉和纖維素本身都具有很好的耐堿作用，用其制備的雙網絡結構水凝膠也具有很好的耐堿性能。聚丙烯酸鈉和纖維素的交聯作用極大地增強了雙網絡結構水凝膠的拉伸性能。基于聚丙烯酸鈉/纖維素網絡結構水凝膠，采用波浪形鋅電極和空氣電極，制備的平面電極最大可拉伸800 %。采用波浪形空氣電極和鋅彈簧電極，制備的纖維狀電極最大可拉伸至500 %。另外，我們開發的聚丙烯酸鈉/纖維素網絡結構水凝膠也可以用于其他堿性電解質儲能器件。
作者介紹
通訊作者：支春義副教授
香港城市大學材料科學及工程學系副教授。2004年在中科院物理所獲得博士學位，期間從事BCN納米結構的性能研究。隨后到日本國立材料研究所（NIMS）從事研究工作，歷任博士后研究員、ICYS研究員和主任研究員，2012年加入香港城市大學。支春義教授的研究領域包括高性能水系電池、可穿戴儲能器件等。
展開 科學家利用厚度只有頭發千分之一的金屬管，架構出了一個99.99%都是空氣的網狀結構。
州大學爾灣分校（UC Irvine）的科學家們利用厚度只有頭發千分之一的金屬管，壓鑄模具以及特別的網格做基礎，架構出了一個 99.99% 都是空氣的網狀結構。
雖然密度非常小（每立方公分 0.9 毫克）但它的網狀結構讓它不僅有很好的支撐力，同時又能擁有非常好的機械特性，例如就算被壓縮到超過 50%，依然能彈回原樣。
目前科學家們正在研究這種材料結構用在電池、避震器等方面的可行性，或許以后材料都可以像蓋房子一樣，為不同的應用，專門設計不同的結構
