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三星使用 OptiStruct 优化洗衣机组件

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适用行业
  • 电子产品
  • 生命科学
适用功能
  • 物流运输
  • 产品研发
用例
  • 最后一英里交付
关于客户
苏州三星电子有限公司是韩国和中国公司的合资企业,开发和生产主要家用电器。在过去的 17 年里,该公司推出了许多新型冰箱和洗衣机,每款都经过精心设计,通过优化来提供最大价值,减轻产品重量,同时保持最高质量的性能。每个组件的设计都是为了实现这一目标,该公司一直致力于优化其中一台洗衣机皮带轮的设计。
挑战
苏州三星电子有限公司是韩国和中国公司的合资企业,一直致力于优化其一台洗衣机的皮带轮设计。皮带轮是滚筒洗衣机的重要组成部分,传统上由铸铝制成。然而,随着成本压力的增加,该公司寻求通过优化设计和/或使用新材料进行生产来减轻滑轮的重量。面临的挑战是考虑替代材料,同时考虑其性能和成本。为了应对这些挑战,苏州三星决定采用拓扑优化技术。
解决方案
为了优化滑轮,苏州三星选择了 OptiStruct,它是 Altair HyperWorks 计算机辅助工程工具套件的关键组件。 OptiStruct 提供了重要的优化功能,例如拓扑、尺寸和形状优化。该公司采用了拓扑优化的变密度方法,该方法使用元素的相对密度作为设计变量来确定优化的材料分布。该过程首先对原始滑轮模型进行静态分析,然后定义拓扑优化模型。解决优化问题后,根据结果重建模型,并对新模型进行尺寸和形状优化。该过程以优化结构的静态分析结束,比较优化前后的结果。该公司还评估了从铝制皮带轮改用尼龙皮带轮的潜在好处。
运营影响
  • The optimized four-spoke aluminum belt pulley has been running smoothly in mass production, demonstrating the effectiveness of the optimization process. The company has applied for a patent on its redesigned pulley, indicating its uniqueness and innovation. The nylon pulley, which also underwent optimization, is currently in the experimental stage. The successful optimization of the pulley not only resulted in material and cost savings but also maintained the performance standards of the product. This case study demonstrates the potential of topology optimization in product design and material usage.
数量效益
  • The topology optimization resulted in the creation of a four-spoke pulley, reducing the total volume of the pulley by 6 percent compared with the five-spoke version.
  • The company was able to determine the optimal divergence angle of the outer edge of the spoke through shape optimization.
  • OptiStruct enabled a five-spoke nylon belt pulley that removed non-essential material without impacting performance and reduced the total volume of material by 10 percent compared with the original nylon model.

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