В данной работе проведен обзор ранее проведенных исследований и
методик по определению напряженно-деформированного состояния шатуна
двигателя зарубежных и отечественных исследователей.
Предложенная методика позволяет выполнять поиск новой формы детали
в пределах некоторой исходной модели, а также оптимизировать форму
существующих деталей на основе валидированной модели. Целевой функцией
оптимизации может быть, как масса детали, так и ряд других параметров, таких
как максимальный или минимальный коэффициент запаса прочности или
степень равнопрочности детали. Могут учитываться дополнительные
ограничения, например, жесткость детали. Таким образом, методика
достаточно универсальна и может применяться для различных задач, связанных
с поиском оптимальной формы деталей.
Важным этапом исследования является валидация расчетной модели.
Результаты валидации определяют насколько точна и достоверна расчетная
модель. Поэтому данный этап должен быть обязательным.Перед проведением оптимизации проведен анализ НДС, для определения
области оптимизации на основе распределения напряжений. Длительность
процесса оптимизации почти полностью определяется затратами времени на
выполнение моделирования напряженно-деформированного состояния детали.
В результате проведения оптимизации масса шатуна уменьшилась на 3 %,
напряжения увеличились на 48 %, до 330 МПа, что находится в допустимых
пределах. Коэффициент запаса прочности по пределу текучести 2,82. Однако
это незначительно повлияло на уменьшение усталостной прочности.
Коэффициент запаса усталостной прочности уменьшился с 1,4 до 1,2 т.е. на 14
%.

Купить