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我为自己设计了一个弹射器，考虑了一些特定的设计标准，目的是通过办公室传播假期的欢呼声。我会开火亚博全网首页登录出席我所有的同事！
弹射器将是3D打印并运往我的，所以我希望它是一个打包的装配，可以组装，而无需任何紧固件将其固定在一起。我要使用标记打印机因此，我将在立方脚的设计空间内保持设计，并且不想超过8英寸的材料量3。
上图是最终设计的渲染，但是在我进行物理原型之前，我想使用SolidWorks模拟来验证零件的强度。
零件的强度
我担心结构完整性的领域是两个组成部分相互影响的组成部分，即手臂和塞子。为简单起见，我将忽略动态效果，并将仿真减少到弹簧可以应用的最大扭矩。Markford的打印过程产生了一种材料，该材料与垂直方向具有不同的材料特性，其材料特性与印刷床的方向平面不同。SolidWorks具有模拟正性材料的能力，但是为了简单起见，我将假设一种各向同性材料，因为将选择打印方向以优化加载方向上的材料属性。因为Solidworks没有Markford玛瑙材料我必须根据在线列出的属性创建自定义材料。
这是在编辑材料命令。您可以复制和现有材料并操纵属性或从头开始创建一个属性，如下图所示。
图1：SolidWorks材料窗口，选择了新材料
手臂
第一个目标是测试手臂的强度。我最初的担忧是弹簧在材料中撕裂，并在装载过程中发生过多的弯曲。
我设置的第一个模拟是在春季压在塞子上时测试手臂的强度。对于边界条件，我想修复塞子与手臂接触的区域，但是我没有那个大小的可选实体。这是拆分线操作发挥作用。使用草图和转换实体工具我可以生成一个脸部的脸部确切大小和形状。这些步骤可以在图2中看到。
图2：生成分裂面的方法
我用了固定的几何形状边界条件以删除面部节点的所有自由度，这将与塞子接触。该固定装置假设塞子是无限僵硬的，这将在接触区域附近增加一些不准确性。由于我的目标是确定弹簧对臂的影响，而我不关心与塞子的接触力，因此这是一个可行的假设，可以简化模拟和解决时间。模拟的负载将来自扭转弹簧施加的扭矩。我沿弹簧的最大输出扭矩沿通道，如图3所示。绿色是固定装置，紫色是扭矩载荷。
图3：手臂强度模拟的边界条件
该设计的验证过程被证明是非常有益的，因为有一些几何特征将重点集中在压力上而不是分发压力。最糟糕的罪魁祸首是从圆形到平坦的过渡，在那里我的突然方向变化如图4所示。圆角的大小更改为找到一个无神论令人愉悦的半径，可以分布压力而不是集中压力。
图4：收敛的高应力和网状细化的位置
进行了一些修订以找到最佳的圆角大小，然后进行了一些随后的研究，以证明解决方案与网格无关，并且根据边界条件有效答案是有效的。如图4所示，由于在高应力的领域进行了精炼，因此没有明显的压力变化。
最终结果让我得出结论在休息时的设计是稳定的。我愿意忽略动态条件，因为印刷过程中添加的其他碳纤维支撑应该不仅仅是支持。
塞子
塞子组件限制了手臂旋转，从而导致弹丸发射。它是一小部分，正在吸收弹射器的全部负载，因此我决定研究该组件以验证其几何形状和结构完整性。该研究进行的包括固定在弹射器侧板的连接点上的塞子和弹簧的最大扭矩均匀施加在手臂接触面上。固定装置是滚筒滑块，限制了与连接面的正常自由度。这将人为地加强那里的设计，但是由于我不关心设计的那部分，因此至少对于第一轮模拟，假设将是有效的。图5显示了用于模拟的边界条件。
模拟表明，最初的设计太薄了，有太多尖锐的角落。添加一些鱼片后，生成了设计优化研究，以确定应力的最佳厚度，以保持低于收率的50％。优化设置可以在图6中看到，其中我为厚度和设计约束定义了允许范围。
图6：塞子的优化设计研究
修订的设计是3毫米比原始的厚，但现在可以用一些摆动空间来处理手臂的负载。SolidWorks模拟让我虚拟测试并消除至少3个（如果不是更多的话）物理原型。现在，我可以对我的设计充满信心地开始进行物理原型。
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