Введение 10
Глава I. Исходные данные 12
Глава II. Информационный обзор 15
2.1 Теоретические положения топологической оптимизации 15
2.2 Топологическая оптимизация 17
2.3 Методы решения задач топологической оптимизации 17
2.3.1 Метод гибридных ячеек 17
2.3.2 Метод статистических эквивалентных нагрузок 19
2.4 Оптимизация 20
2.5 Механизмы топологической оптимизации реализованные в NX Advanced
Simulation 23
2.6 Методика разработки модели в Siemens NX 25
Глава III. Расчетно-технологическая часть 32
3.1 Анализ условий нагружения кронштейна навески двигателя 32
3.2 Определение реакций опор 36
3.3 Расчет нагружения опор при движении с ускорением по наклонной
поверхности 37
3.4 Расчет дополнительных нагрузок на опоры за счет реактивного крутящего
момента 38
3.5 Расчет дополнительных нагрузок на опоры при движении по радиусной
поверхности 38
3.6 Расчет дополнительных нагрузок на опору за счет предварительной
затяжки болтовых соединений 39
3.7 Определение геометрии кронштейна 40
3.8 Разработка геометрии передней опоры двигателя 56
3.9 Разработка геометрии задней опоры двигателя 73
3.10 Сравнительный анализ полученных результатов 87
3.10.1 Анализ на распределение напряжения 87
3.10.2 Анализ на перемещение 87
3.10.3 Сравнение изменения жесткости и массы 88
3.10.4 Сравнение геометрии конструкций опор 89
Заключение 90
Список использованных источников 92
Приложение 93

Купить

В любом транспортном средстве двигатель опирается на кронштейны, которые соединяются с шасси посредством резиновых демпфирующих элементов. Следовательно, во время его эксплуатации, нежелательные вибрации, создаваемые двигателем, а также и качеством дорожного полотна могут непосредственно передаваться в раму через кронштейны. Это может привести к дискомфорту для водителя и пассажиров в автомобиле. Когда рабочая частота или возмущение приближается к собственной частоте тела, амплитуда вибраций увеличивается. Это явление называется резонансом. Это увеличение наиболее сильно в низкочастотных диапазонах до 50 Гц. Следовательно, демпфирование этих вибраций двигателя становится важной функцией для кронштейнов.
Одной из наметившихся тенденций при разработке деталей и узлов, является широкое применение методов топологической оптимизации. Самым распространенным подходом в оптимальном проектировании является использование параметризованной модели, позволяющей проводить варьирование некоторых размеров в заданных пределах при соблюдении наложенных условий, которыми, в частности, могут являться заданный уровень напряжений или запасов прочности.
Топологическая оптимизация - это метод, который позволяет изменить форму рассматриваемого элемента или объекта путем изменения его геометрии. Данный метод является математической задачей, основная цель которой состоит в поиске распределения материала по площади или объему .
Оптимизация топологии уравновешивает использование материала против жесткости детали. За последние два года она приобрела популярность благодаря своей доступности в программном обеспечении с автоматизированным дизайном (САПР), которое является простым в использовании и доступным. Кроме того, оптимизация великолепна при создании прочных, легких деталей с меньшим количеством материала.
В последние годы топологическая оптимизация заняла место полноправного метода для проектирования новых изделий и улучшения существующих конструкций. Накопленный практический опыт применения топологической оптимизации позволяет сформулировать такие преимущества метода, как:
- снижение массы несущих конструкций без потери жёсткости и прочности - до 70% с применением аддитивных технологий, до 40% - без АТ;
- в 3-7 раз повышение жесткости и прочности без увеличения массы (с АТ), в 2-5 раз - без аддитивных технологий;
- изменение собственных частот конструкций в разы (эффективная отстройка от резонанса).
Цель работы: разработать конструкции опор силового агрегата методом топологической оптимизации с целью повышения жесткости и снижения массы.
Задачи:
- обзорный материал по методам топологической оптимизации в автомобильной отрасли;
- исследовать механизмы топологической оптимизации реализованные в пакете NX Advanced Simulation применительно к типовой модели (кронштейн);
- определить режимы нагружения кронштейна;
- провести топологическую оптимизацию для получения формы с точки зрения минимальной массы и равнопрочности;
- сделать образцы по результатам расчета и провести сравнительный эксперимент.


Купить