Avec le développement continu de l’industrie navale, les exigences en matière de légèreté des équipements marins sont de plus en plus élevées. En tant que composants clés du navire, la conception légère et l’optimisation sont importantes pour augmenter la vitesse du navire et réduire la consommation d’énergie et les émissions. La méthode de conception et d’optimisation de la légèreté des pièces forgées de barre marine sera étudiée dans le but d’améliorer le niveau de légèreté du produit et de répondre à la demande du marché.
La légèreté est une tendance importante dans la conception actuelle des navires. En réduisant le poids des équipements marins, le poids total des navires peut être réduit, ce qui réduit la consommation d’énergie et les émissions, augmente la vitesse et l’efficacité du transport. Pour les pièces forgées pour gouvernail marin, la conception légère et l’optimisation peuvent réduire l’inertie du gouvernail, améliorer l’efficacité du gouvernail et améliorer les performances de manoeuvre du navire. En même temps, la conception légère peut également réduire la consommation matérielle et les coûts de fabrication et améliorer la compétitivité des produits sur le marché.
Une approche de conception légère
Choix des matériaux: le choix de matériaux légers est essentiel pour obtenir des pièces forgées légères pour gouvernail marin. Les matériaux légers couramment utilisés comprennent des alliages d’aluminium à haute résistance, des alliages de titane, des matériaux composites, etc. Ces matériaux ont les avantages de petite densité, haute résistance et résistance à la corrosion, ce qui peut réduire efficacement le poids du produit.
Conception structurelle: l’optimisation de la structure de conception du produit est également un moyen important de réaliser la légèreté. Le poids du produit peut être réduit efficacement en réduisant les pièces inutiles et en adoptant une géométrie concise, ainsi qu’une disposition et une connexion raisonnables. En outre, il est également possible de réduire davantage le poids en utilisant des méthodes d’optimisation structurelle telles que le moulage intégral et la conception simplifiée.
Processus de fabrication: le processus de fabrication raisonnable est également un facteur important pour réaliser le poids léger. Par exemple, l’utilisation de technologies avancées de traitement thermique, de traitement de surface et de soudage peut améliorer les propriétés des matériaux et réduire le volume et le poids du produit. Dans le même temps, l’optimisation du flux de traitement et la réduction des marges de traitement peuvent également réduire le poids du produit.
Étude des méthodes d’optimisation
Optimisation topologique: l’optimisation topologique est une technique d’optimisation basée sur une méthode mathématique qui permet d’atteindre des objectifs de légèreté en optimisant la structure interne d’un produit. La distribution la plus rationnelle et les performances optimales des matériaux sont obtenues par la disposition des matériaux dans la zone de conception spécifiée. Dans la conception de pièces forgées pour le timon marin, la structure interne du produit peut être optimisée en utilisant une méthode d’optimisation topologique pour atteindre la légèreté.
Optimisation dimensionnelle: l’optimisation dimensionnelle est réalisée en ajustant les paramètres dimensionnels de chaque composant du produit pour atteindre le poids léger. Dans la conception des pièces forgées pour gouvernail marin, la légèreté peut être obtenue en ajustant les paramètres tels que l’épaisseur et la largeur des pales, ainsi que les dimensions des pièces reliées. En même temps, la force, la rigidité et la stabilité du produit sont analysées par l’analyse d’éléments finis et d’autres méthodes pour assurer la sécurité et la fiabilité de la conception légère.
Optimisation multi-objectifs: l’optimisation multi-objectifs est une méthode d’optimisation qui prend en compte plusieurs objectifs de conception. Dans la conception des pièces forgées pour gouvernail marin, plusieurs objectifs doivent être pris en compte en même temps, tels que le poids, la résistance et la rigidité. Les méthodes d’optimisation multiobjectifs permettent de trouver des solutions optimales qui répondent simultanément à ces objectifs. Par exemple, l’optimisation multi-objectifs avec des algorithmes d’optimisation intelligents tels que les algorithmes génétiques et les algorithmes de swarm de particules peut améliorer l’efficacité et la qualité des conceptions légères.
Simulation et vérification de la performance: la simulation et la vérification de la performance sont un lien nécessaire dans la conception légère. Les performances de la conception peuvent être prédites et évaluées en élaborant un modèle mathématique du produit et un système de simulation. En même temps, la réalisation d’essais pratiques et de vérifications est un lien essentiel. La conception légère peut être constamment affinée et optimisée par des essais et des corrections pratiques.
La conception légère et l’optimisation des pièces forgées pour gouvernail marin est une tendance importante dans le développement actuel de l’industrie navale. Le poids du produit peut être réduit efficacement en choisissant des matériaux appropriés, en optimisant la conception de la structure et en adoptant des processus de fabrication avancés. Dans le même temps, l’utilisation de méthodes d’optimisation telles que l’optimisation topologique, l’optimisation dimensionnelle et l’optimisation multi-objectifs peut améliorer davantage l’efficacité et l’efficacité de la conception légère. Dans le développement futur, les entreprises devraient renforcer l’investissement dans la recherche et le développement technologique et l’innovation, améliorer continuellement le niveau léger des pièces forgées pour gouvernail marin afin de répondre à la demande du marché et de promouvoir le développement durable de l’industrie navale.
