DfAM — CAE用语解释

是的。从传统的"基于切削、铸造、冲压的设计约束"中解放出来，充分利用3D打印（增材制造、AM）特有的约束和自由度的设计思想。AM能够一次成型复杂的内部结构（格子结构、中空、冷却流道），但反过来也存在"悬垂角度有限制""需要支撑材的形状需要后处理""粉末烧结时产生残留应力"等特有的限制。DfAM就是从设计阶段开始，把这些自由度和限制条件集成在一起。

最强大的是与拓扑优化的结合。OptiStruct或Ansys Additive Prep中的拓扑优化结果往往会产生传统切削无法制造的有机形状，但AM可以一体成型。此外，还有"考虑AM打印方向和支撑配置的AM约束型拓扑优化"等实现方案。Altair OptiStruct的"Draw Direction约束"和NTOP的Lattice Optimization就是这个思路。航空器翼支架通过DfAM重新设计后，实现了40～70%的重量削减，这类报告日益增多。

可以。这属于AM工艺模拟的范畴。在金属AM（SLM：选择性激光熔融）中，每铺一层都会产生局部加热→急冷的循环，导致产生大的残留应力和变形——成品可能与设计形状有较大偏差。Ansys Additive Print、Netfabb（Autodesk）、Simufact Additive等模拟软件能够计算每层的热历史→变形→残留应力，可以预测"打印前会偏移多少"。根据这个结果，用反向补偿的"预补偿形状"打印，就能提高成品精度。

晶格结构（格子骨架）的分析有两种方法。①详细FEM模型——把格子的所有梁和面都建模。精度高，但大型部件会产生数百万个单元。②均质化法（Homogenization）——计算格子结构的等效弹性常数（等效杨氏模量、等效密度），作为体材料处理。设计初期筛选用②更实用，用ntop可以把晶格类型、填充率作为参数，自动计算等效物性送入FEM分析。对于疲劳强度评估，往往需要①的详细模型。