„Liftgate“ vyrių armatūros plokštelės struktūrinio projektavimo gerinimo aprašymas ir analizė

Pastaraisiais metais greitas mano šalies automobilių pramonės plėtra buvo nuostabi, ypač pridedant savarankiškų ir bendrų įmonių prekės ženklų. Šis augimas lėmė laipsnišką automobilių kainų sumažėjimą, o vartotojų rinką užtvindė dešimtys tūkstančių transporto priemonių, gaminamų kasmet. Tobulėjant laikui ir pagerėjus žmonių pajamoms, automobilio turėjimas tapo įprasta transportavimo priemone, siekiant padidinti tiek gamybos efektyvumą, tiek gyvenimo kokybę.

Tačiau plėtojant automobilių pramonę padidėjo automobilių atšaukimas dėl projektavimo problemų. Šie incidentai yra priminimas, kad kuriant naujus produktus labai svarbu ne tik atsižvelgti į plėtros ciklą ir kainą, bet ir atidžiai atkreipti dėmesį į produkto kokybę ir vartotojo poreikius. Siekiant užtikrinti geresnę kokybės kontrolę, buvo įvesti griežtesni reglamentai, tokie kaip „trijų garantijų įstatymas“ automobilių produktams. Šis įstatymas nustato, kad garantinis laikotarpis neturėtų būti trumpesnis kaip 2 metai arba 40 000 km, 3 metai arba 60 000 km, atsižvelgiant į produktą. Todėl labai svarbu sutelkti dėmesį į ankstyvas produkto kūrimo etapus, optimizuoti struktūrą ir išvengti vėlesnių pataisų poreikio.

Viena iš konkrečių susirūpinimą keliančių automobilių pramonėje yra „Liftgate“ vyrių armatūros plokštės dizainas. Šis komponentas yra suvirintas prie vidinės ir išorinės lifto gatelio plokščių, kad būtų pritvirtintas vyrio tvirtinimo taškas ir užtikrintų montavimo taško stiprumą. Tačiau vyrių sritis dažnai patiria streso koncentraciją ir per didelę apkrovą, o tai buvo nuolatinis iššūkis. Tikslas yra sumažinti streso vertę šioje srityje, tinkamai suprojektuojant ir optimizuojant vyrio armatūros plokštės struktūrą.

Šiame straipsnyje pagrindinis dėmesys skiriamas įtrūkimo į vidiniame skydelyje problemą, esančią „Liftgate“ vyrio armatūros plokštės vyriuose, atliekant transporto priemonių kelio bandymus. Tyrimo tikslas - rasti būdų, kaip sumažinti streso vertes, kurias patiria lakštinis metalas vyrio srityje. Optimizuojant vyrio armatūros plokštelės struktūrą, tikslas yra pasiekti optimalią būseną, kuri sumažina stresą ir pagerina „Liftgate“ sistemos veikimą. Kompiuterinės inžinerijos (CAE) įrankiai naudojami konstrukcijos optimizavimo procese, siekiant pagerinti projektavimo kokybę, sutrumpinti projektavimo ciklą ir sutaupyti išlaidas, susijusias su bandymais ir gamyba.

Įtrūkimo problema vidinėje skydelyje prie vyrio yra analizuojama ir priskiriama dviem veiksniams. Pirma, pakopinės vyrio montavimo paviršiaus ribos ir vyrio armatūros plokštelės viršutinė riba lemia, kad vidinis skydelis susiduria su didesniu įtempiu. Antra, streso koncentracija vyksta apatiniame vyrio tvirtinimo paviršiaus gale, viršijant plokštelės derlingumo ribą ir sukeliant įtrūkimą.

Remiantis šiomis įžvalgomis, siūlomos kelios optimizavimo schemos, skirtos išspręsti įtrūkimo problemą. Šios schemos apima vyrio armatūros plokštelės struktūros modifikavimą ir jos ribų išplėtimą, kad būtų pašalintos įtempių koncentracijos taškai. Atlikus CAE skaičiavimus kiekvienai schemai, nustatoma, kad 4 schema, apimanti armatūros plokštelės pratęsimą iki lango rėmo kampo ir suvirinant ją į vidines ir išorines plokšteles, rodo reikšmingiausią streso vertės sumažėjimą. Nors šiai schemai reikia pokyčių gamybos procese, ji laikoma labiausiai įmanomu ir naudingiausiu pasirinkimu.

Norint patvirtinti optimizavimo schemų efektyvumą, sukurti modifikuotų dalių rankiniai pavyzdžiai. Tada šie mėginiai yra įtraukiami į transporto priemonių gamybos procesą ir atliekamas patikimumo kelio bandymas. Rezultatai rodo, kad 1 schema neišsprendžia įtrūkimo problemos, o 2, 3 ir 4 schemos sėkmingai išsprendžia problemą.

Apibendrinant, atliekant analizę, optimizavimą, CAE skaičiavimus ir vyrio armatūros plokštelės patikrinimą kelio bandyme, sukurta optimali konstrukcijos projektavimo schema, siekiant sumažinti streso vertes ir sustiprinti „Liftgate“ sistemos veikimą. Šis patobulintas dizainas padės ateityje vystyti vyrių armatūros plokštės struktūrą transporto priemonių projektuose. Tačiau svarbu atsižvelgti į šių optimizavimo priemonių įgyvendinimo praktiškumą ir ekonominį efektyvumą, nes jiems gali prireikti gamybos proceso pakeitimų ir patirti papildomų išlaidų. Nepaisant to, prioritetą teikiant produktų kokybei ir vartotojų poreikiams ankstyvosiose plėtros etapuose, automobilių pramonė gali ir toliau kurti naujoves ir pristatyti vartotojams saugias ir patikimas transporto priemones.