悬臂梁结构设计

骨干杯

斜拉式悬臂梁设计报告

一、题目

设计域如图，固定端和整个结构宽度不限制，允许在在固定端开孔；

材料体积用量≤35ml；

载荷为圆形（直径D=15 mm）均布载荷，方向为垂直向下；

二、设计概述

根据大赛题目的要求，为达到悬臂梁承重最大的目的，在保证材料体积用量在规定范围内，我们采取了简单而又稳定的楔形结构，设计思路来源于生活中常见的斜拉桥。

三、设计方案

①斜撑式

设计思路来源于常见的支撑结构

②斜拉式

设计来源于斜拉桥

经过讨论，与计算分析，最终确定选择斜拉式，并用CAD绘制了初步工程图

CATIA绘制出四种结构三维图

应力校核

ABAQUS 分析对比分析多种结构

经过分析后结构优化

极限载荷

逐级加载，每隔100N一级，极限载荷700N，最大应力超过材料屈服极限

四、设计结果

最后，打印出来的3D模型44.3g，加载408.86N

五、总结与体会

在悬臂梁的设计、仿真测试、结构优化等环节中，我们在设计、论证、实验验证的过程当中反复探索、不断前进。这个过程，增强了我们对专业知识的理解，同时锻炼了我们的创新能力。在悬臂梁不断完善的过程中遇到了很多问题，通过发现问题、分析问题、解决问题，使我们学会了如何从结构设计的角度去看待问题，这是我们参加“骨干杯”结构设计创新竞赛最大的收获！