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主端子結(jié)構(gòu)焊層可靠性主要受焊層厚度影響而孔洞率影響不大，故在器件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與制造中優(yōu)先控制好焊層厚度，同時(shí)可以允許一定的孔洞率，本仿真工作有效指導(dǎo)了器件的設(shè)計(jì)與制造。

“Ansys 2025 全球仿真大會(huì)”仿真應(yīng)用大賽優(yōu)秀作品展示本屆仿真應(yīng)用大賽最終評(píng)選出 30 篇 TOP 優(yōu)秀作品，分別榮獲一、二、三等獎(jiǎng)及行業(yè)最佳實(shí)踐獎(jiǎng)。近 200 位來(lái)自汽車(chē)、半導(dǎo)體、高科技、能源等行業(yè)的仿真精英參賽，他們以前沿思維與創(chuàng)新實(shí)踐，充分展現(xiàn)了仿真技術(shù)的無(wú)限潛能。

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為推動(dòng)產(chǎn)品輕量化設(shè)計(jì)與人工智能技術(shù)在工程設(shè)計(jì)、仿真與制造領(lǐng)域的深度融合，全國(guó)大學(xué)生先進(jìn)成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽組委會(huì)聯(lián)合 澳汰爾工程軟件（上海）有限公司 Altair 舉辦“第五屆輕量化設(shè)計(jì)與AI 應(yīng)用教師培訓(xùn)及競(jìng)賽”。

針對(duì)鈑金結(jié)構(gòu)機(jī)柜防塵防水設(shè)計(jì)工作，設(shè)計(jì)人員要思考結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要點(diǎn)，并明確防塵防水設(shè)計(jì)的原理和具體的對(duì)策，只有這樣才能夠提升設(shè)計(jì)的水平和設(shè)計(jì)的質(zhì)量。

></p><p>本屆仿真應(yīng)用大賽最終評(píng)選出 30 篇 TOP 優(yōu)秀作品，分別榮獲一、二、三等獎(jiǎng)及行業(yè)最佳實(shí)踐獎(jiǎng)。

1.2 高壓氣瓶端蓋厚度設(shè)計(jì)高壓氣瓶端蓋厚度設(shè)計(jì)仍參照鋼制氣瓶標(biāo)準(zhǔn)JB4732—1995進(jìn)行，氣瓶端蓋采用如圖1所示結(jié)構(gòu)，由設(shè)計(jì)公式：式中：δ2為氣瓶端蓋厚度，mm;Ks為結(jié)構(gòu)特征系數(shù)，根據(jù)氣瓶設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)JB4732—1995取Ks=0.11。

圖1.菲涅爾透鏡結(jié)構(gòu)形式菲涅爾透鏡是一種利用多層環(huán)形圓錐表面構(gòu)成的特殊面型結(jié)構(gòu)，用以使光線按預(yù)定會(huì)聚角會(huì)聚的光學(xué)元件，他等效于一個(gè)球面透鏡，如圖2所示。菲涅爾透鏡多用于要求結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的大孔徑非成像系統(tǒng)，特別是照明系統(tǒng)更為常見(jiàn)。這類(lèi)系統(tǒng)往往只需要一個(gè)單片透鏡，工藝簡(jiǎn)單可以模壓成形。在對(duì)該類(lèi)透鏡初始結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)利用 OCAD 程序也非常簡(jiǎn)單。

隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，結(jié)構(gòu)優(yōu)化算法取得了較大的發(fā)展。根據(jù)設(shè)計(jì)變量的類(lèi)型不同，結(jié)構(gòu)優(yōu)化已由較低層次的尺寸優(yōu)化發(fā)展到較高層次的結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化，進(jìn)而發(fā)展到更高層次的拓?fù)鋬?yōu)化。優(yōu)化算法也由簡(jiǎn)單的準(zhǔn)則法發(fā)展到數(shù)學(xué)規(guī)劃法，進(jìn)而發(fā)展到遺傳算法等。在保證產(chǎn)品達(dá)到某些性能目標(biāo)并滿足一定的約束條件的前提下，通過(guò)改變某些允許改變的設(shè)計(jì)變量，使產(chǎn)品的指標(biāo)或性能達(dá)到最期望的目標(biāo)，就是優(yōu)化方法。

采用有限元分析法研究在靜力情況下支架部件的受力情況，找到結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化點(diǎn)。通過(guò)NX Nastran仿真對(duì)顯微鏡支架結(jié)構(gòu)建模進(jìn)行驗(yàn)證，對(duì)顯微鏡支架部件結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和剛度進(jìn)行校核，判斷結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的可靠性。依據(jù)仿真結(jié)果對(duì)顯微鏡支架的優(yōu)化表明，優(yōu)化后最大綜合應(yīng)力減小3.403，最大應(yīng)變位移減小0.078。在滿足結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的前提下，優(yōu)化后支架質(zhì)量減少8.5%，滿足輕量化設(shè)計(jì)需求。

增材制造的一大優(yōu)勢(shì)是可以制造復(fù)雜結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品，使很多我們之前所熟悉的產(chǎn)品變得跟原來(lái)的設(shè)計(jì)相比，零件更少，材料更少，具備相同甚至更好的力學(xué)性能，可以說(shuō)增材制造給設(shè)計(jì)師們賦予了更多的設(shè)計(jì)自由度。 但，由于增材制造與傳統(tǒng)機(jī)加方式的原理不同，為“堆積”材料的工藝。因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)需要考慮支撐結(jié)構(gòu)，熱歷史，打印時(shí)長(zhǎng)，成本，成型質(zhì)量等各種因素。

大多數(shù)設(shè)計(jì)人只會(huì)根據(jù)已有的結(jié)構(gòu)來(lái)設(shè)計(jì)，如果要自己想結(jié)構(gòu)，并將其合理化，這個(gè)難度是相當(dāng)大的。這時(shí)有位同事說(shuō)道，這種結(jié)構(gòu)我見(jiàn)過(guò)，無(wú)論兩腔，三腔，四腔，采用這種結(jié)構(gòu)都非常合適，可以完美解決需求，而且結(jié)構(gòu)很穩(wěn)定，造價(jià)還便宜。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)真有這么神奇嗎？說(shuō)完，他找出了照片：矩形的中間立柱，中間折過(guò)的（瓦楞）波紋板，邊緣用倒扣的C型鋼板，類(lèi)似于槽鋼。

優(yōu)化后的初始結(jié)構(gòu)如下圖。 物鏡目鏡混合設(shè)計(jì)將上述設(shè)計(jì)得到的的物鏡組和中繼鏡組的初始結(jié)構(gòu)進(jìn)行組合設(shè)計(jì)。所得到的組合后的二維圖如下： 將光闌放置在冷光闌位置，控制系統(tǒng)焦距，對(duì)鏡片形狀進(jìn)行優(yōu)化，逐步增加視場(chǎng)角，從而獲取到一個(gè)視場(chǎng)角滿足要求的光學(xué)系統(tǒng)初始結(jié)構(gòu)，隨后，我們通過(guò)增加非球面鏡片，控制總長(zhǎng)為180，進(jìn)一步優(yōu)化光學(xué)系統(tǒng)。

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白若冰，高級(jí)工程師，國(guó)家一級(jí)注冊(cè)結(jié)構(gòu)工程師；曾在《建筑結(jié)構(gòu)》雜志上獨(dú)立發(fā)表論文；一線結(jié)構(gòu)工程師，從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作15年+，一注執(zhí)業(yè)10年+；擅長(zhǎng)剪力墻結(jié)構(gòu)優(yōu)化、復(fù)雜公建分析以及精細(xì)化設(shè)計(jì)等內(nèi)容。構(gòu)思結(jié)構(gòu)，關(guān)注于一線結(jié)構(gòu)工程師的工作難題。旨在把結(jié)構(gòu)理論和工程實(shí)踐相結(jié)合，讓結(jié)構(gòu)模型不再難調(diào)。希望更多志同道合的伙伴們點(diǎn)擊關(guān)注，共同前行。

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