Hệ thống Web được phát triển trên nền Joomla 3.xx bởi Đinh Quyết Đào tạo ANSYS, Đào tạo Cơ khí, Đào tạo SolidWorks Đinh Văn Quyết Học SolidWorks Monmin đồ chơi an toàn đồ chơi giáo dục Đồ chơi tự kỷ Giáo dục sớm Montessori MONMIN Mấu leo núi Xà đu đa năng Đồ chơi tự kỷ< a href="https://www.monmin.net/">Giáo dục sớm Montessori

Tối ưu hóa cấu trúc liên kết bàn đạp phanh ô tô

Các phương pháp tối ưu hóa truyền thống bị hạn chế trong việc tiết kiệm trọng lượng có thể đạt được; có thay đổi kích thước nhưng không phải là hình dạng tổng thể của bộ phận. Mặt khác, tối ưu hóa cấu trúc liên kết, tái thiết kế một bộ phận để giảm thiểu trọng lượng của nó trong khi đáp ứng tải và các yêu cầu khác được chỉ định bởi các kỹ sư thiết kế. KSR International đã sử dụng phương pháp mới này để giảm 21% trọng lượng của bàn đạp phanh ô tô và giảm thời gian tối ưu hóa kết cấu từ 7 xuống 2 ngày.

Ngành công nghiệp ô tô đang tiếp tục nỗ lực để giảm mức trung bình tiêu thụ nhiên liệu và khí thải của xe. Cách hiệu quả nhất để đạt được cả hai mục tiêu là giảm trọng lượng xe.

Giảm 25% trọng lượng xe giúp giảm mức tiêu thụ nhiên liệu khoảng 10%, trong khi giảm 25% lực cản khí động học chỉ giúp giảm khoảng 5% mức tiêu thụ nhiên liệu. Những nỗ lực ban đầu trong việc cắt giảm trọng lượng tập trung vào các tổ hợp lớn nhất và nặng nhất, chẳng hạn như thay đổi các khối động cơ từ gang sang nhôm. Với việc giảm trọng lượng lớn như vậy đã được thực hiện, các nhà sản xuất thiết bị gốc (OEM) và các nhà cung cấp ô tô hiện đang tập trung vào việc ép từng Aoxơ (đơn vị đo lường bằng 28,35 g) không cần thiết cuối cùng ra khỏi các bộ phận nhỏ hơn.

Các kỹ sư của KSR International đã sử dụng tối ưu hóa cấu trúc liên kết ANSYS để tự động hóa phần lớn quá trình tái thiết kế bàn đạp phanh. So với các phương pháp thiết kế thông thường, thăm dò kỹ thuật số sử dụng tối ưu hóa cấu trúc liên kết đã giảm thời gian tối ưu hóa kết cấu từ 7 xuống còn 2 ngày trong khi đạt được mức tiết kiệm trọng lượng 21%, đáng kể hơn nhiều so với các phương pháp thông thường.

VAI TRÒ CỦA BÀN ĐẠP PHANH

Bàn đạp phanh được tối ưu hóa trong dự án này được thiết kế để chịu được lực đẩy do người lái hơn 2.000 Newton và tải trọng ngang và đảo chiều đáng kể. Phân tích phần tử hữu hạn với ANSYS Mechanical cho thấy ứng suất thấp ở nhiều khu vực của bàn đạp trong cả bốn trường hợp tải, điều này cho thấy tiềm năng loại bỏ trọng lượng.

Cách tiếp cận truyền thống để giảm trọng lượng của bàn đạp là phát triển các thiết kế mới để mô phỏng, từng cái một bằng cách xác định thủ công hình học của chúng hoặc hàng chục lần bằng cách thay đổi tham số kích thước của chúng. Sẽ cần một kỹ sư sử dụng phương pháp này khoảng 1,5 tuần để đạt được mức tiết kiệm trọng lượng đáng kể bằng cách giảm vật liệu ở khu vực ứng suất thấp, chạy lại mô phỏng, sau đó sửa đổi thiết kế dựa trên kết quả mô phỏng. Đối với ứng dụng này, các phương pháp thông thường sẽ có khả năng đạt được mức tiết kiệm trọng lượng đáng kể, nhưng thiết kế cuối cùng sẽ không được tối ưu hóa hoàn toàn từ quan điểm trọng lượng.

Khối hình học tổ hợp bàn đạp phanh

Phân tích ứng suất từ thiết kế gốc cùng với tải đẩy tới cho thấy ứng suất thấp (vùng màu xanh) ở đa phần bộ phận

Các khu vực được đánh dấu màu đỏ phải được duy trì trong quá trình tối ưu hóa cấu trúc liên kết

TÁI THIẾT KẾ

Trình tối ưu hóa cấu trúc liên kết ANSYS vượt xa các thay đổi gia tăng, chẳng hạn như điều chỉnh kích thước hoặc độ dày của các tính năng riêng lẻ, bằng cách bắt đầu với một tờ giấy trắng và thiết kế phần ngay từ đầu để đáp ứng các mục tiêu do nhóm kỹ thuật chỉ định.

Trình tối ưu hóa cấu trúc liên kết được tích hợp với ANSYS Mechanical trong ANSYS Workbench. Các kỹ sư của KSR đã xác định các tính năng phải được duy trì trong thiết kế cuối cùng là các ranh giới bên ngoài và bề mặt lắp đặt (nơi bàn đạp được gắn vào các bộ phận khác) của thiết kế ban đầu. Họ thiết lập mô phỏng sao cho độ dày trong toàn bộ phần giống như thiết kế trước đó, được yêu cầu để đáp ứng các hạn chế về khả năng sản xuất của hoạt động dập được sử dụng để sản xuất bàn đạp. Các kỹ sư đã xác định mục tiêu tối ưu hóa là giảm thiểu trọng lượng của bộ phận trong khi giữ áp suất đến một giá trị tối đa được chỉ định dựa trên các thuộc tính vật liệu.

Trình tối ưu hóa cấu trúc liên kết ANSYS đã xác định hình học cho cả bốn trường hợp tải đáp ứng các yêu cầu thiết kế ở trọng lượng thấp nhất có thể.

Các kỹ sư của KSR đã thực hiện một phân tích cấu trúc khác của thiết kế mới. Họ chỉ ra rằng các ứng suất ở mức chấp nhận được ở khắp bộ phận. Họ cũng quan sát thấy rằng các ứng suất rất thấp dọc theo một cạnh của bộ phận, cho thấy tiềm năng tiết kiệm thêm trọng lượng. Bởi vì những ứng suất thấp này được gây ra bằng cách duy trì toàn bộ ranh giới bên ngoài trong phần cuối cùng, họ đã đạt được sự tiết kiệm trọng lượng bổ sung bằng cách loại bỏ ranh giới này.

Sơ đồ bàn đạp phanh

Khi người lái xe nhấn bàn đạp phanh, lực truyền từ bàn đạp sang thanh nối và kích hoạt bộ tăng lực phanh. Tổ hợp truyền động được hiển thị ở trên là một phần của hệ thống bàn đạp tùy chỉnh được sử dụng trên các phương tiện lớn cao cấp để người lái có thể điều chỉnh các vị trí má phanh (kết hợp với bàn đạp ga) trong xe theo mức độ thoải mái của người lái.

TIẾT KIỆM TRỌNG LƯỢNG VÀ THỜI GIAN GIA CÔNG

Thiết kế được tối ưu hóa nặng 694 gram, giảm 192 gram so với thiết kế ban đầu là 886 gram. Thiết kế mới có thể được thực hiện mà không mất thêm chi phí nào vì một khuôn dập mới phải được chế tạo bất cứ khi nào bàn đạp được thiết kế cho một mẫu xe mới. Những cải tiến này đã đạt được chỉ trong một ngày rưỡi, ít hơn nhiều so với thời gian cần thiết để tối ưu hóa thiết kế bằng các phương pháp truyền thống. Cần lưu ý rằng con số này đề cập đến thời gian cần thiết để đáp ứng các yêu cầu kết cấu cho một cấu hình cụ thể của bàn đạp. Cần thêm thời gian để đóng gói bàn đạp cho một cấu hình xe cụ thể.

Tiết kiệm trọng lượng đạt được bằng cách sử dụng tối ưu hóa cấu trúc liên kết lớn hơn nhiều so với những gì có thể đạt được bằng cách thay đổi các tham số thiết kế với tối ưu hóa thủ công hoặc tự động. Nhà sản xuất thiết bị gốc ô tô OEM mua bàn đạp phanh từ KSR rất hài lòng với việc tiết kiệm trọng lượng. KSR có kế hoạch sử dụng tối ưu hóa cấu trúc liên kết trong tương lai để đạt được mức tiết kiệm trọng lượng đáng kể mà không phải đầu tư nguồn lực kỹ thuật quan trọng.

Thiết kế tối ưu hóa ban đầu cung cấp các tiết kiệm trọng lượng đáng kể bằng cách loại bỏ các vật liệu không cần thiết. Ngoài ra, việc loại bỏ viền mỏng được in đỏ cùng giúp đạt được thêm các mức tiết kiệm trọng lượng


Nguồn: www.ansys.com

Lược dịch: - Hoàng Triệu Đôn - Thực tập sinh tại Advantech,Jsc.

Làm ơn ghi rõ "Nguồn Advantech, Jsc." hoặc "Theo www.advantech.vn" nếu bạn muốn phổ biến thông tin này

Các Giải Pháp
  • Prev
Giải pháp mô phỏng vỏ chắn điện từ
Giải pháp mô phỏng bài toán va chạm ô tô
Giải pháp mô phỏng phổ đáp ứng
Giải pháp tính toán độ ồn sinh ra trong các thiết bị
Giải pháp mô phỏng khí động đàn hồi cầu treo dây võng
Mô phỏng đáp ứng điều hòa của kết cấu (Harmonic Response)

TUYỂN DỤNG

LIÊN HỆ

VĂN PHÒNG GIAO DỊCH:
C2 lô 20, KĐTM Định Công, Quận Hoàng Mai, Hà Nội
Tel: (84-24)39 727 464 Fax: (84-24)39 727 464
Email: info@advantech.vn

HỖ TRỢ KỸ THUẬT:
Email: support@advantech.vn

Họ tên
E-Mail

FOLLOW US