A motocicleta é um importante tipo de transporte moderno, e o desempenho e a qualidade da motocicleta dependem em grande parte do projeto e fabricação de suas várias peças. Entre eles, as forjas de liga de magnésio de motocicletas, como um dos principais componentes, são muito importantes para melhorar o desempenho e a confiabilidade das motocicletas. Portanto, a simulação numérica precisa e o projeto de otimização estrutural são de grande importância para a pesquisa e desenvolvimento de forjamentos de ligas de magnésio para motocicletas.
Nas últimas décadas, com o rápido desenvolvimento da tecnologia de simulação computacional, a simulação numérica tornou-se uma parte indispensável do processo de projeto de otimização. A simulação numérica pode simular o desempenho de forjamentos de ligas de magnésio de motocicletas sob diferentes condições de trabalho, estabelecendo um modelo constitutivo de material razoável, modelo geométrico e condições de contorno. Através do cálculo numérico e análise das tensões, deformações e distribuição de calor do material, os problemas que podem ocorrer no uso das peças podem ser previstos e os projetistas podem ser orientados a otimizar a estrutura.
Na simulação numérica de forjamentos de ligas de magnésio para motocicletas, o modelo constitutivo do material deve ser estabelecido primeiro. Devido às suas propriedades mecânicas e termodinâmicas únicas, é necessário selecionar um modelo constitutivo adequado para descrever o comportamento material de ligas de magnésio. Os modelos constitutivos comumente utilizados incluem o modelo elástico-plástico e o modelo constitutivo dependente da temperatura. De acordo com o cenário específico de aplicação e dados experimentais, o modelo constitutivo apropriado pode ser selecionado para simulação numérica.
Em segundo lugar, é necessário estabelecer modelos geométricos e condições de contorno. A modelagem geométrica refere-se à conversão das forjas reais da liga de magnésio da motocicleta em modelos 3D que podem ser processados por computadores e podem ser modelados usando software CAD. Ao estabelecer um modelo geométrico, é necessário levar em conta a forma complexa e a estrutura interna das peças, e restaurar o verdadeiro estado de trabalho tanto quanto possível. As condições de contorno referem-se às cargas e restrições externas impostas à peça, como temperatura, pressão, velocidade, etc. Condições de contorno precisas podem garantir a precisão e exatidão da simulação numérica.
Em seguida, a análise de tensões e deformações é realizada por simulação numérica. Usando o método dos elementos finitos, a geometria complexa pode ser discretizada em elementos finitos, e então cada elemento é calculado, e a distribuição de tensão e deformação de toda a parte é obtida resumindo os resultados. A análise de tensão e deformação pode ajudar os projetistas a entender o estresse das peças em condições de trabalho e prever possíveis danos e problemas de deformação das peças.
Finalmente, o projeto de otimização estrutural é realizado. Através da análise dos resultados da simulação numérica, é possível encontrar os problemas potenciais e o espaço de melhoria nas peças. Combinado com os princípios da mecânica de materiais e projeto de engenharia, o projeto de otimização estrutural pode ser realizado, incluindo seleção de material, ajuste de forma geométrica, estratégia de reforço, etc. A otimização estrutural visa melhorar o desempenho das peças, reduzir o peso, aumentar a rigidez, etc., de modo a atender aos requisitos de projeto de motocicletas.
Em resumo, a simulação numérica e o projeto de otimização estrutural de forjamentos de liga de magnésio para motocicletas são uma parte indispensável da pesquisa e desenvolvimento de motocicletas modernas. Através de simulação numérica precisa e projeto de otimização estrutural, o desempenho e a confiabilidade das forjas de liga de magnésio de motocicletas podem ser melhorados, de modo a promover o progresso da tecnologia de fabricação de motocicletas.
