Avec les progrès continus de la technologie, l’optimisation de la conception devient progressivement un objectif important poursuivi dans tous les domaines. Dans la conception des fixations, l’optimisation de la conception peut être importante pour améliorer considérablement les performances, réduire les coûts et réduire les déchets de matériaux. Ces dernières années, la méthode de conception optimale des fixations basée sur la simulation par éléments finis s’est progressivement généralisée, offrant de nouvelles approches pour la conception optimale des fixations.
La simulation par éléments finis est une méthode d’analyse basée sur la modélisation mathématique. Le problème de continuité est transformé en problème discret en discrétionnant le modèle physique et en réutilisant le calcul numérique pour résoudre le problème discret. Dans la conception optimisée des fixations, la simulation par éléments finis permet d’optimiser tous les aspects de la conception structurelle, la sélection des matériaux et la formulation des processus.
Les méthodes de conception optimale des fixations basées sur la simulation par éléments finis sont largement utilisées. Par exemple, dans la conception d’un essieu automobile, la structure du essieu peut être optimisée par la méthode des éléments finis pour améliorer sa résistance à la fatigue. Le processus détaillé est comme suit:
Construction d’un modèle par éléments finis de la structure de l’essieu, y compris les propriétés des matériaux des différents composants, le mode de connexion, etc.
Le modèle est soumis à des réglages de chargement et de confinement pour simuler les forces dans des conditions réelles de travail.
Les modèles sont analysés par éléments finis pour obtenir des informations sur les contraintes et les déformations de chaque partie.
Sur la base des résultats de l’analyse, la structure de l’essieu est optimisée, par exemple en modifiant la forme de la poutre, en ajoutant des raidisseurs, etc.
Le modèle optimisé est simulé par éléments finis et ses propriétés mécaniques sont à nouveau analysées.
Répétez les étapes 4 et 5 jusqu’à ce que l’indicateur de performance souhaité soit atteint.
La méthode de conception optimale des fixations basée sur la simulation par éléments finis présente les avantages suivants:
L’analyse efficace de structures complexes peut être réalisée, fournissant des résultats de simulation plus proches de la réalité;
Capable de prendre en compte de nombreux facteurs tels que les matériaux, la structure et la technologie pour améliorer la qualité et l’efficacité de la conception;
Les problèmes peuvent être identifiés et résolus dès le début de la conception, ce qui évite les déchets dans le processus de fabrication et d’assemblage;
Il offre de nouvelles idées et méthodes pour la conception optimale des fixations et a de grandes perspectives d’application.
Toutefois, la méthode présente un certain nombre de lacunes:
Exigences élevées en matière de matériel informatique et de logiciels, nécessitant des ressources informatiques adéquates;
Il existe une certaine dépendance à l’égard de la précision du processus de simulation et des résultats, dont il est parfois difficile de garantir l’exactitude;
Des techniciens professionnels sont nécessaires pour la modélisation et l’analyse de données. Les exigences de qualité professionnelle du personnel sont élevées.
Afin d’améliorer encore l’efficacité et la précision des méthodes de conception optimales des fixations basées sur la simulation par éléments finis, les améliorations suivantes pourraient être envisagées à l’avenir:
Développer et perfectionner des algorithmes et des modèles d’éléments finis plus efficaces et précis pour améliorer la précision et la fiabilité de la simulation;
Étudier en profondeur les mécanismes d’interaction entre les propriétés des matériaux, la forme de la structure, le schéma du procédé et d’autres facteurs, afin d’établir des modèles physiques plus élaborés et plus perfectionnés;
Un processus de conception optimisé, plus intelligent et automatisé grâce à des technologies avancées telles que l’intelligence artificielle et l’apprentissage automatique;
Renforcer l’intégration avec la recherche expérimentale pour vérifier la précision et la validité des résultats de simulation par l’expérimentation.
En conclusion, les méthodes de conception optimisées des fixations basées sur la simulation par éléments finis sont importantes pour améliorer les performances, réduire les coûts et économiser des matériaux. Avec le développement continu de l’informatique et de la simulation numérique, l’application de cette méthode à la conception optimale des fixations sera plus étendue et approfondie, ce qui devrait apporter des progrès techniques et des avantages économiques encore plus importants à l’industrie des fixations.
