A futómű alkatrészeinek multidiszciplináris optimalizálása - PDF ingyenes letöltés
A kerékerők meghatározása az MBS-en belül, összehasonlítva a különböző vezetési körülmények között mért alkatrészerőkkel A vágási erők meghatározása a megújult MBS (új jármű) révén a kerékerőkkel a szabványosítási koncepció alapján -> Terhelések a numerikus előzetes tervezéshez Szimulációs útmutató a numerikus szilárdságellenőrzéshez FEM a feszültségek/alakváltozások meghatározásához 3. ábra: Hagyományos szilárdsági tervezés 4 Szerkezeti optimalizálás A hagyományos alkatrésztervezéshez képest a multidiszciplináris optimalizálás lehetővé teszi a különböző tudományterületek egyidejű értékelését egy optimalizálási futtatás során. Az új kialakítással a topológia és az alakoptimalizálás együttes alkalmazásával olyan alkatrészek fejleszthetők, amelyek minimális tömeggel felelnek meg a követelményeknek, 4. ábra. Első lépésként a topológia optimalizálásával keresik az alkatrész alakját és annak lényeges méreteit. Itt általában a merevségre és a statikus szilárdságra vonatkozó követelményeket kell figyelembe venni. FE-Model Design Space Topology Optimization s m o t h Átvitel CAD-re (STL, IGES) Opcionális: Alakoptimalizálás simítása, Adatcsökkentés, Áttörés, Átalakítás 4. ábra: Optimalizálási folyamat topológiával és alakoptimalizálással
megmunkált felületek A formázási irányú csúszda 9. ábra: A formázási irány és a ferde helyzet meghatározása A 10. ábra a térfogatváltozás és a károsodás menetét mutatja az 5 kritikus pontnál. Látható, hogy az optimalizálás összefüggésében hogyan próbálják először elérni a kötet másodlagos feltételét. A károkat itt nem lehet csökkenteni. Az optimalizálás csak a céltérfogat elérésekor kezdi újra csökkenteni a károkat. A kiszámított 40 iteráció során a kezdeti szintet még nem sikerült teljesen elérni, de a görbék lefutása további lehetőségeket mutat a károk csökkentésére. rel. A keréktartó károsodása 4,0 1,05 3,5 3,0 1,00 rel. Kár 2,5 2,0 1,5 0,95 rel. Kötetszám 01 számjegy 02 számjegy 03 számjegy 04 számjegy 05 rel. Térfogat 1,0 0,90 0,5 0,0 0,85 0 5 10 15 20 25 30 35 40 Iteráció 10. ábra: A relatív térfogat és a károk alakulása a kritikus pontokon
A térfogat lehetséges változásának nagysága a végeselemes modell hálózatának minőségétől is függ. 10% feletti mennyiség csökkentése csak nagyon jó hálózati kapcsolatok esetén lehetséges. A hálózat zsugorodása miatt az elemkritériumok általában lényegesen rosszabbak, így az FE kiszámításának követelményei még nagyobb volumenváltozásokkal már nem teljesíthetők. 05. pozíció 04-es pozíció 11-es ábra 11. ábra: A kritikus 04-es és 05-ös kárpontok az optimalizálás előtt és után 10% -os térfogatcsökkenéssel Az erőteljes térfogatcsökkenés miatt szinte minden modellterületen zsugorodás jelentkezik. A kritikus pontok azonban helyi növekedést mutatnak, ami szükséges a károk ismételt csökkentése érdekében. 12. ábra: Csomópont elmozdulások a keréktartón