La conception de simulation et d’optimisation computationnelles des pièces forgées en aluminium dans les machines de construction se réfère à l’analyse des propriétés mécaniques et la conception d’optimisation structurelle des pièces forgées en aluminium appliquées dans le domaine des machines de construction au moyen de la mécanique computationnelle et l’algorithme d’optimisation. En établissant un modèle numérique raisonnable, il calcule et analyse le comportement mécanique du matériau tel que la contrainte, la déformation et la déformation, et détermine les meilleurs paramètres de conception par des algorithmes d’optimisation pour atteindre l’objectif de la légèreté, l’amélioration de la résistance et l’optimisation des performances du matériau.
Tout d’abord, la simulation de calcul des pièces forgées en aluminium consiste à discrète la structure complexe des pièces forgées en aluminium en plusieurs petites unités en utilisant la méthode d’analyse par éléments finis, et à calculer la distribution des contraintes et des déformations à chaque noeud en tenant compte des caractéristiques du matériau lui-même et de la charge externe, puis à prévoir la déformation et les dommages du matériau. Le processus spécifique comprend les étapes suivantes:
- Déterminer le modèle: établir un modèle à éléments finis raisonnable en fonction de la forme géométrique et de la taille de la forge d’aluminium réelle. Choisir le type de cellule approprié, la méthode de répartition des mailles et les conditions de chargement.
- Modélisation des matériaux: obtenir les paramètres des propriétés mécaniques des pièces forgées en aluminium au moyen d’essais expérimentaux ou de bases de données de paramètres des matériaux, tels que le module élastique, la limite d’élasticité, la déformation plastique, etc.
- Conditions aux limites et chargement: selon l’état de fonctionnement réel, déterminer les conditions aux limites et les charges externes des pièces forgées en aluminium, et simuler la contrainte dans des conditions de travail réelles.
- Solution et analyse: le logiciel des éléments finis est utilisé pour le calcul numérique pour obtenir les contraintes, déformations, déformations et autres résultats à chaque noeud de la forge d’aluminium. Les résultats calculés ont été analysés pour évaluer la résistance, la rigidité, la tenue à la fatigue et d’autres propriétés du matériau.
Deuxièmement, la conception optimale des pièces forgées en aluminium est d’utiliser l’algorithme d’optimisation pour trouver la meilleure combinaison de paramètres de conception pour des indicateurs de performance spécifiques afin d’atteindre l’objectif de la conception optimale. Le processus spécifique comprend les étapes suivantes:
- Variables de conception et fonctions objectives: déterminez les variables de conception qui doivent être optimisées, y compris la géométrie, l’épaisseur du matériau, l’emplacement du trou, etc. En même temps, la fonction objective de l’optimisation est définie, telle que la réduction du poids, l’augmentation de la force et la réduction de la concentration du stress.
- Contraintes: tenir compte des exigences techniques réelles et des contraintes de processus de fabrication, telles que la résistance du matériau, les contraintes géométriques, etc. S’assurer que les résultats de l’optimisation sont conformes à la faisabilité pratique.
- Sélection et application d’algorithmes d’optimisation: sélectionner des algorithmes d’optimisation appropriés en fonction des caractéristiques de problèmes spécifiques, tels que l’algorithme génétique, l’algorithme d’optimisation de l’essaim de particules, l’algorithme de recuit simulé, etc., et les combiner avec l’analyse par éléments finis pour trouver la solution optimale pour plusieurs itérations.
- Évaluation et vérification des résultats: évaluer les résultats du schéma de conception optimisé, comparer et analyser les différences de performance avant et après l’optimisation, et effectuer la vérification expérimentale nécessaire pour assurer l’efficacité et la faisabilité des résultats d’optimisation.
Il est à noter que la simulation de calcul et la conception optimale des pièces forgées en aluminium dans les machines de construction doivent prendre en compte les propriétés mécaniques, la stabilité structurelle et le processus de fabrication. Dans les applications pratiques, des facteurs tels que le coût de production, la fiabilité et la maintenabilité devraient être pleinement pris en compte pour assurer la faisabilité et l’économie du plan de conception final.
En bref, la simulation de calcul et la conception d’optimisation des pièces forgées en aluminium dans les machines de construction peuvent améliorer la légère, la résistance et l’optimisation des performances des matériaux, et contribuer à l’économie d’énergie et à la réduction des émissions et au développement vert de l’industrie des machines de construction.
