Пусковой стержень является ключевым компонентом, часто используемым в двигателях, гидравлике и механических передающих системах. Исследование проектного метода оптимизации структуры направлено на повышение производительности и надежности пусковых штампов путем изменения геометрии, материала и технологических параметров.
В процессе структурной оптимизации конструкции стартовых стержневых штампов для исследований могут использоваться следующие методы:
- Анализ проектных требований: прежде всего необходимо уточнить условия и требования использования стартовой ковки, включая нагрузку, рабочую среду, срок службы и т.д. В соответствии с этими требованиями определяется цель структурной оптимизации конструкции.
- Выбор материала: выберите материал, подходящий для условий работы стартовой ковки стержня, и рассмотрим прочность, прочность, усталостную устойчивость и другие показатели производительности материала. Свойства потенциальных материалов могут быть оценены с помощью испытаний материалов и имитационных расчетов.
- Геометрическая форма конструкции: в соответствии с требованиями к конструкции и свойствами материала определить геометрическую форму ковки стартового стержня. Программное обеспечение CAD может использоваться для геометрического моделирования, анализа конечных элементов, прогнозирования усталости жизни и других расчетов для оценки различий в производительности различных геометрических форм.
- Оптимизация технологических параметров: учет влияния переработки материалов и термической обработки на производительность стартерных штампов. С помощью ортогональных испытаний и других методов определяется оптимальное сочетание технологических параметров для повышения прочности и долговечности ковки.
- Оптимизация структуры: комплексное рассмотрение результатов геометрической формы и оптимизации параметров процесса, использование алгоритма оптимизации структуры для глобальной оптимизации. Наиболее часто используемые алгоритмы оптимизации включают генетический алгоритм, оптимизацию Рой частиц и т.д., которые могут оптимизировать несколько проектных индексов одновременно с помощью многоцелевого метода оптимизации.
- Проверка и верификация: физическое изготовление и испытания оптимизированных стартовых стержневых штампов. С помощью испытания на усталость и испытания на прочность эффективность оптимизированной конструкции оценивается на предмет ее соответствия требованиям к конструкции. В случае необходимости конструкция может быть скорректирована и усовершенствована на основе результатов испытаний.
Выше приведены общие этапы и поток метода структурной оптимизации конструкции на основе начальной штамповки стержня. В рамках конкретных исследований она также может корректироваться и дополняться с учетом конкретных проблем и целей.
