摘要
本研究提出了一个集成的、基于逆向工程的方法框架，用于在现实工业约束条件下优化汽车连杆。通过高分辨率3D扫描（Artec Spider Studio 16）和光谱分析对传统组件的几何特性和材料成分进行了实验测定。所得数据被纳入优化工作流程中。计算机辅助设计工具（包括SolidWorks 2022? Premium 2022 × 64（Dassault Systèmes SolidWorks Corporation，美国马萨诸塞州沃尔瑟姆）和Geomagic Design X 2022（3D Systems，美国南卡罗来纳州罗克希尔）精确捕捉了几何信息，而光谱分析确认铸铁是基础材料。研究建议将材料升级为结构钢，以提高强度重量比性能。尽管逆向工程和拓扑优化技术已经成熟，但以往的研究大多集中在理想化模型和无约束条件下。ANSYS Workbench 2022 R1（ANSYS Inc., 美国宾夕法尼亚州卡诺恩斯堡）的拓扑优化受到保持功能接口和可制造性的限制。受中东地区对轻量化汽车解决方案需求的推动，该工作流程实现了2.63%的质量减少和约6.6%的成本节约（基于以往的基准测试）。引入Octet晶格结构（nTopology, 2022（nTopology Inc., 美国纽约州纽约））进一步提升了性能，实现了6.4%的质量减少和16%的成本节约。该优化设计被认为是未来增材制造和工业4.0实施的有力候选方案。这一初步程序为传统组件的重新设计、静态评估和实验验证提供了一个可迁移的模板，弥补了学术研究与工业实践之间的差距。
