Opis in analiza strukturnega oblikovanja izboljšanja tečajev dvigala1

V zadnjih letih je avtomobilska industrija v moji državi doživela hiter razvoj, zlasti z dodajanjem samostojnih blagovnih znamk in blagovnih znamk skupnih podvigov. To je privedlo do znižanja avtomobilskih cen in poplave več deset tisoč avtomobilov, ki letno vstopajo na potrošniški trg. Ko se čas napreduje in dohodki ljudi izboljšujejo, je lastništvo avtomobila postalo pogosto prevozno sredstvo v tisočih gospodinjstvih, kar je prispevalo k povečani učinkovitosti proizvodnje in izboljšanju kakovosti življenja.

Vendar pogost pojav odpoklic avtomobilov zaradi težav z oblikovanjem v avtomobilski industriji služi kot opomnik, da pri razvoju novih izdelkov pozornost ne bi smeli nameniti samo razvojnim ciklim in stroški, temveč tudi kakovosti izdelka in potrebe uporabnikov. Da bi zagotovili boljšo kakovost in zadovoljstvo za potrošnike, "Zakon o treh garancijah" za avtomobilske izdelke določa strožje zahteve, vključno z minimalnim obdobjem veljavnosti 2 leti ali 40.000 km ter minimalno veljavnostjo 3 let ali 60.000 km. Zato se je ključnega pomena osredotočiti na zgodnje faze razvoja izdelkov, optimizirati oblikovalsko strukturo in se izogniti potrebi po "nadoknadi" morebitnih pomanjkljivosti kasneje.

Eno posebno področje, ki je zaskrbljujoče v avtomobilski industriji, je pojav razpokanja na notranji plošči na tečaju ojačitvene plošče z tečajem dvigala. Ta težava je bila naletela med cestnimi testi dejanskih vozil, kar je povzročilo potrebo po raziskavi, kako zmanjšati vrednost napetosti pločevine na območju tečaja. Cilj je optimizirati strukturo plošče za ojačitve tečaja in doseči optimalno stanje za zmanjšanje vrednosti napetosti in izboljšati delovanje sistema dvigala. Z uporabo računalniško podprtih orodij za inženirstvo (CAE) za konstrukcijsko optimizacijo lahko izboljšate kakovost oblikovanja, skrajšate oblikovalski cikel ter prihranite stroške testiranja in proizvodnje.

Analiza težav z razpokanjem na notranji plošči na tečaju dvižnih vrat je pokazala, da sta bila meja na površini tečaja in zgornja meja plošče ojačitve tečaja zamaknjena, zaradi česar je notranja plošča pod enoslojno napetostno stanje, ki ni nudila ustrezne zaščite notranji plošči. To je povzročilo rez v zgornji meji površine tečaja, kar je vodilo do povečanega razpoka. Poleg tega je koncentracija napetosti na spodnjem koncu površine tečaja presegla trdnost donosa plošče, kar predstavlja tveganje za razpok.

Za reševanje teh vprašanj so bile predlagane in analizirane različne sheme strukturne optimizacije z izračuni CAE. Zasnovane so bile štiri različne sheme in izračunali in primerjali vrednosti napetosti notranjih plošč. Rezultati so pokazali, da so bili vsi optimizacijski ukrepi učinkoviti pri zmanjševanju vrednosti napetosti, saj je shema 4 dosegla največje zmanjšanje. Vendar bi za izvajanje sheme 4 zahteval znatne spremembe v proizvodnem procesu, kar bi privedlo do visokih stroškov popravila plesni in daljšega obdobja prenove. Shema 2, ki je dosegla 35-odstotno zmanjšanje vrednosti stresa v primerjavi s prvotno shemo, se je štela za najbolj izvedljivo in stroškovno učinkovito rešitev.

Za potrditev učinkovitosti izbrane sheme so bili ustvarjeni ročni vzorci spremenjenih delov in izvedeni so bili preskusi izdelave in zanesljivosti vozil in zanesljivosti. Rezultati so pokazali, da sta shema 3 in shema 4 uspešna, medtem ko shema 1 ni uspela. Na podlagi teh ugotovitev je bila določena optimalna izboljšana shema konstrukcijskega oblikovanja (shema 4) plošče za ojačitve tečajev. Vendar pa so bile za reševanje vprašanj praktičnosti in zaznane kakovosti nadaljnje izboljšave strukture sheme 4, kar je povzročilo končno zasnovo, ki je odpravila osupljivo mejno, izboljšano delovanje procesa in zagotovila dosledno uporabo tesnilne mase.

Za zaključek je analiza, optimizacija in validacija strukture tablične ojačitvene plošče pokazala, da je zmanjšanje vrednosti napetosti v notranji plošči na tečaju tesno povezano z zasnovo plošče za ojačitev tečaja. Medtem ko lahko povečanje kovine pločevine ali uporaba posebnih procesov doseže nekaj zmanjšanja vrednosti napetosti, ti pristopi pogosto zapletejo postopek in povečajo stroške. Zato je ključnega pomena, da skrbno oblikujete in optimizirate strukturo tečaje ojačitvene plošče iz zgodnjih faz razvoja izdelka, da dosežemo najboljše rezultate v smislu zmanjšanja stresa. Nenehno izboljševanje procesov oblikovanja izdelkov in proizvodnih procesov je bistvenega pomena za vse večje zahteve po kakovosti in zanesljivosti v avtomobilski industriji.