PIE·INDUSTRIAL
案例研究 A · CalculiX-certified

在传统部件失效之处得以幸存的支架。

求解器运行 · 对照证据核查这些数字

一个为申明的、通用的 200 kg 载荷旋翼机载荷包络设计的增材制造 载荷接口支架——从零进化而来，由与其传统基准部件相同的求解器 和材料进行认证。

设定

200 kg 载荷数字是一个公开的量级锚点。包络、载荷系数与扭矩 在第一代运行之前就已在预注册中冻结——它们是 PIE 自行申明的 通用数值，而非任何制造商的实际数据。因此主张无法根据结果反向调整。

  • 工况（全部评估，最差工况决定结果）： 垂直 +3.5 g、垂直 −1 g、侧向/前后 ±1.5 g、 绕安装轴 500 N·m 扭矩
  • 安全系数合格线：相对于引擎所用的 AlSi10Mg 屈服强度（LPBF 打印态材料库条目）为 1.5
  • 边界条件：螺栓孔处的轴承载荷，而非夹持面
  • 可制造性：LPBF 关卡——局部壁厚、封闭空腔、 粉末可及性、支撑比例

结果

传统平板加筋支架与 PIE 支架 g00095 的逐项对比。第一列给出所比较的属性名称；第二列和第三列分别给出该属性在两个设计上的取值。
传统平板加筋设计 PIE 支架 g00095
控制性工况 torsion torsion
控制性安全系数 0.427 — fails 2.055 — passes
其余工况中最差的一项 fore-aft, SF 1.64 vertical +3.5 g, SF 7.40
第一阶结构模态 54.4 Hz 171.6 Hz
质量 0.946 kg 1.165 kg
可打印性（LPBF 关卡） fails support gate passes all gates

两列均为：在 Gmsh 四面体网格上进行的 CalculiX 静力学与固有频率分析， 相同的工况，相同的 AlSi10Mg 材料属性（同一条引擎材料库条目）。 validated_sidecar

如实说明这笔权衡：进化生成的支架重了 23%。这不是一个减重结果。 它是一个能够撑过完整包络的结果：传统设计在扭转工况下直接失效， 安全系数不到要求值的一半，而进化生成的部件在每一个申明的工况下 都留有余量。当存在一个经认证的减重方案时，它会带着同样的证据 出现在这里。今天它还不存在。

预注册内容

包络、工况、激励谱、安全系数合格线、固定基准，以及确切的主张 上限——都在第 1 代迭代之前冻结在 bracket_demonstrator_prereg.json 中。 预注册文件还列明了这次战役永远不能主张的内容： 飞行或量产就绪状态、疲劳寿命，或者除非候选方案在每一项关卡上 都超越基准，否则不得使用“减重百分之几”这样的标题。

传统平板加筋基准支架，由其认证 STL 渲染而成
传统平板加筋基准设计，由其认证 STL 渲染而成——该设计在 扭转工况下于 SF 0.427 失效。获胜方案的网格存在于其 求解器输出中；其渲染图将在几何导出重新生成后出现于此。
获胜者的认证记录 certification.json ✓ PASS 
{
  "candidate_id": "bracket_g00095_21d1fa03afc24",
  "evidence_tier": "validated_sidecar_calculix_gmsh",
  "governing_case": "torsion",
  "governing_safety_factor": 2.0554,
  "load_cases": [
    { "case": "vertical_+3.5g", "safety_factor": 7.4004 },
    { "case": "vertical_-1g",   "safety_factor": 25.9015 },
    { "case": "lateral_1.5g",  "safety_factor": 24.8130 },
    { "case": "foreaft_1.5g",  "safety_factor": 10.7075 },
    { "case": "torsion",       "safety_factor": 2.0554 }
  ],
  "passes": true, "failures": []
}
ledger record e9ff00d8… · gmsh 31,487 nodes / 126,665 tets

以上每一个数字都可追溯到一份哈希化、仅追加写入的真值账本记录中的 CalculiX 输出。

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