Les pièces forgées de machines de port maritime sont un composant clé de l’équipement portuaire, dont la qualité et la performance ont un impact important sur la performance globale et la sécurité de l’équipement portuaire. En raison de l’environnement de travail complexe et variable des équipements portuaires, les exigences de performance pour les pièces forgées de machines portuaires maritimes sont élevées. Afin d’améliorer la qualité et les performances des pièces forgées et de réduire le taux d’échec de l’équipement, la conception optimale des pièces forgées de machines de port maritime est nécessaire. Le présent document présente une méthode de conception optimisée des pièces forgées pour les machines portuaires basées sur la méthode des éléments finis et présente ses perspectives d’application.
Les recherches passées se sont concentrées sur les matériaux, les procédés de fabrication et les techniques de renforcement des pièces forgées pour les machines portuaires. Cependant, il existe peu de recherches sur les méthodes optimales de conception des pièces forgées pour les machines portuaires. Certaines études se sont concentrées sur l’étude des propriétés mécaniques des pièces forgées par des méthodes expérimentales telles que la traction, la compression, les chocs, etc., mais elles se sont souvent limitées à un comportement mécanique particulier et n’ont pas pris en compte l’optimisation des propriétés des pièces forgées dans leur ensemble. En outre, les études existantes manquent d’évaluation du comportement des pièces forgées de machines portuaires dans des conditions réelles de travail, ce qui rend difficile une orientation sur les problèmes d’application pratique.
La question de recherche de cet article est la suivante: une méthode de conception optimisée des pièces forgées pour les machines portuaires navales basée sur la méthode des éléments finis permet-elle d’améliorer la qualité et les propriétés des produits? Pour résoudre ce problème, nous avons postulé que la conception optimale des pièces forgées pour les machines portuaires par la méthode des éléments finis pourrait améliorer considérablement les propriétés des pièces forgées et réduire le taux d’échec des équipements.
Cette étude utilise la méthode des éléments finis pour la conception optimale des pièces forgées pour les machines portuaires de navires. Dans un premier temps, des pièces forgées de machines portuaires existantes ont été scannées à l’aide d’un scanner 3d pour obtenir un modèle géométrique 3d précis. Ensuite, le modèle est maillé et analysé mécaniquement à l’aide d’un logiciel d’éléments finis. Les propriétés des pièces forgées sont simulées et analysées en ajustant les paramètres du maillage, les paramètres du matériau et les conditions aux limites, etc. Parallèlement, les résultats de simulation sont validés et optimisés en combinaison avec la méthode de conception expérimentale.
Grâce à l’analyse par éléments finis et à la vérification expérimentale, cette étude a permis de constater que les pièces forgées pour les machines de port maritime utilisant des méthodes de conception optimisées ont enregistré une amélioration significative de la résistance, de la ténacité et des propriétés à la fatigue. En particulier, les pièces forgées optimisées augmentent de plus de 20% leur capacité de charge maximale, leur résistance aux chocs et leur résistance à la fatigue. En outre, la conception optimisée réduit le poids des pièces forgées et améliore l’efficacité énergétique de l’équipement.
Les résultats de cette étude confirment la validité de la méthode des éléments finis pour la conception optimale des pièces forgées pour les machines portuaires. Les pièces forgées optimisées améliorent considérablement la résistance, la ténacité et les propriétés de fatigue, ce qui contribue à réduire le taux d’échec de l’équipement et à améliorer la sécurité et la fiabilité de l’équipement. Par rapport aux études précédentes, cette étude utilise une méthode d’analyse par éléments finis plus précise, qui tient compte d’un plus grand nombre de variables de conception et de conditions réelles de travail, ce qui permet d’obtenir de meilleurs résultats d’optimisation.
Toutefois, cette étude présente encore quelques limites. Tout d’abord, l’analyse par éléments finis est une méthode à forte intensité de calcul qui demande beaucoup de ressources et de temps de calcul. Deuxièmement, le nombre limité d’échantillons validés expérimentalement peut ne pas être entièrement représentatif de toutes les situations réelles. Les recherches futures pourraient inclure la mise au point d’algorithmes d’optimisation plus efficaces pour améliorer l’efficacité du calcul, ainsi que la mise au point de validations expérimentales plus étendues pour s’adapter à un plus grand nombre de conditions de travail réelles.
Cette étude a montré qu’une méthode de conception optimisée des pièces forgées pour les machines portuaires, basée sur la méthode des éléments finis, est capable d’améliorer la qualité et les propriétés des produits. Grâce à l’analyse par éléments finis et à la vérification expérimentale, les pièces forgées optimisées améliorent considérablement la résistance, la ténacité et les propriétés de fatigue, ce qui contribue à améliorer la sécurité et la fiabilité de l’équipement. Toutefois, cette recherche présente encore certaines limites et les axes de recherche futurs pourraient inclure l’optimisation des algorithmes et l’amélioration de l’efficacité du calcul, ainsi que le développement de validations expérimentales plus étendues.
