Дано: дочка, необходимость в табурете для неё, буковый подступенок, кусок фанеры h=8.
Купить скучно, да и хочется своими руками что-то сделать интересное.
Кроме того дано: умение работать в паре CAM-CAD-CAE систем и желание этим умением воспользоваться. Результат на фото, а процесс моделирования и испытания на видео. Оно без звука так как руки не дошли нормально озвучить.
Итак, если кратко то ходим около ребёнка с рулеткой, потом ходим в ГОСТы на табуреты, потом снова в рулеткой и получаем наконец желаемую высоту ступенек в 220 мм нижнюю и 500 верхнюю.
Далее вспоминаем /ну или изучаем/ топологическую оптимизацию конструкций. Она достаточно много где есть в системах компьютерной алгебры всяких: ANSYS, COMSOL, NX, SolidThinking Inspire... ©. Вот в последнем и создаём дизайн.
Если коротко про самый простой метод оптимизации, то звучит так:
1. Создать объём рабочей области - это тот объём в пределах которого будет готовое решение.
2. Создать набор условий ограничения (фиксации например) и сил (моментов, сдвигов и др.)
3. Запустить алгоритм.
Алгоритмов много, но самый простой делает несколько итераций вида:
1. Решить задачу о напряжённо-деформированном состоянии тела (триангуляция, решение всяких систем уравнений из механики, обычно очень больших по меркам тетрадки студента).
2. Там где напряжения минимальны, убрать материал. Там где максимальны - нарастить если возможно. Пересоздать рабочую область.
В моём случае есть нижняя часть как опора на пол - она не слишком строго, но может быть рассмотрена как ограничение (заделка). И есть усилия действующие на ступеньки. Ну и общие ограничения, такие как решение двумерной задачи, габариты итоговой ступеньки 500х400х400 и обрабатываемость без ЧПУ, а так же использование фанеры вообще (надо учесть, что прочность на изгиб длинных тонких конструкций крайне низкая)
Получаем не то чтобы результат, но волну вдохновения всякими "бионическими дизайнами" и рисуем модельку.
Ну и производим чем есть. Рисую от души карандашом по фанере, вырезаю электролобзиком, обрабатываю наждачкой, собираю всё. Ступеньки обработал воском с помощью шлифмашины, остальное лаком.
Итого: ступеньки выдерживают всё что можно и нельзя (150кг и лёгкие поперечные покачивания). Дочке и жене нравится, пользуются уже год - последнее время всё больше для доступа дочки к раковине.
То же самое на видео /без звука/
