Mô tả và phân tích cải thiện thiết kế cấu trúc của tấm cốt thép nâng lên

Trong những năm gần đây, sự phát triển nhanh chóng của ngành công nghiệp ô tô của đất nước tôi rất đáng chú ý, đặc biệt là với việc bổ sung các thương hiệu tự sở hữu và liên doanh. Sự tăng trưởng này đã dẫn đến việc giảm dần giá ô tô, tràn ngập thị trường tiêu dùng với hàng chục ngàn phương tiện được sản xuất hàng năm. Khi thời gian tiến bộ và thu nhập của mọi người được cải thiện, việc sở hữu một chiếc xe đã trở thành một phương tiện vận chuyển phổ biến để tăng cường cả hiệu quả sản xuất và chất lượng cuộc sống.

Tuy nhiên, với sự mở rộng của ngành công nghiệp ô tô, đã có sự gia tăng trong việc thu hồi xe hơi do vấn đề thiết kế. Những sự cố này đóng vai trò như một lời nhắc nhở rằng khi phát triển sản phẩm mới, điều quan trọng là không chỉ xem xét chu kỳ phát triển và chi phí, mà còn chú ý đến chất lượng sản phẩm và nhu cầu của người dùng. Để đảm bảo kiểm soát chất lượng tốt hơn, các quy định chặt chẽ hơn đã được đưa ra, chẳng hạn như "Đạo luật ba bảo đảm" cho các sản phẩm ô tô. Đạo luật này quy định rằng thời gian bảo hành không được dưới 2 năm hoặc 40.000 km, hoặc 3 năm hoặc 60.000 km, tùy thuộc vào sản phẩm. Do đó, điều quan trọng là tập trung vào các giai đoạn đầu phát triển sản phẩm, tối ưu hóa cấu trúc và tránh sự cần thiết phải sửa chữa sau này.

Một lĩnh vực quan tâm cụ thể trong ngành công nghiệp ô tô là thiết kế tấm cốt thép bản lề thang máy. Thành phần này được hàn vào các tấm bên trong và bên ngoài của thang máy để cung cấp một điểm lắp cho bản lề và đảm bảo cường độ của điểm cài đặt. Tuy nhiên, khu vực bản lề thường trải qua sự tập trung căng thẳng và tải quá mức, đó là một thách thức dai dẳng. Mục tiêu là giảm giá trị ứng suất trong lĩnh vực này thông qua thiết kế và tối ưu hóa đúng cấu trúc tấm cốt thép.

Bài viết này tập trung vào việc giải quyết vấn đề bẻ khóa trong bảng điều khiển bên trong ở bản lề của tấm cốt thép thang máy trong các thử nghiệm đường. Nghiên cứu nhằm mục đích tìm cách giảm các giá trị căng thẳng mà kim loại tấm trong khu vực bản lề đã trải qua. Bằng cách tối ưu hóa cấu trúc của tấm gia cố bản lề, mục tiêu là đạt được trạng thái tối ưu giúp giảm căng thẳng và cải thiện hiệu suất của hệ thống thang máy. Các công cụ kỹ thuật hỗ trợ máy tính (CAE) được sử dụng trong quá trình tối ưu hóa cấu trúc để cải thiện chất lượng thiết kế, rút ​​ngắn chu kỳ thiết kế và tiết kiệm chi phí liên quan đến thử nghiệm và sản xuất.

Vấn đề nứt trong bảng điều khiển bên trong ở bản lề được phân tích và quy cho hai yếu tố. Đầu tiên, các ranh giới so le của bề mặt cài đặt bản lề và ranh giới trên của tấm cốt thép bản lề dẫn đến bảng điều khiển bên trong được tiếp xúc với ứng suất lớn hơn. Thứ hai, nồng độ ứng suất xảy ra ở đầu dưới của bề mặt lắp bản lề, vượt quá giới hạn năng suất của tấm và dẫn đến nứt.

Dựa trên những hiểu biết này, một số sơ đồ tối ưu hóa được đề xuất để giải quyết vấn đề nứt. Những kế hoạch này liên quan đến việc sửa đổi cấu trúc của tấm cốt thép bản lề và mở rộng ranh giới của nó để loại bỏ các điểm nồng độ căng thẳng. Sau khi tiến hành tính toán CAE cho từng sơ đồ, người ta đã xác định rằng sơ đồ 4, liên quan đến việc mở rộng tấm cốt thép đến góc của khung cửa sổ và hàn nó vào các tấm bên trong và bên ngoài, cho thấy mức giảm đáng kể nhất về giá trị ứng suất. Mặc dù chương trình này đòi hỏi những thay đổi trong quy trình sản xuất, nhưng nó được coi là tùy chọn khả thi và thuận lợi nhất.

Để xác thực hiệu quả của các sơ đồ tối ưu hóa, các mẫu thủ công của các bộ phận được sửa đổi được tạo ra. Các mẫu này sau đó được đưa vào quy trình sản xuất xe và kiểm tra đường độ tin cậy được thực hiện. Kết quả cho thấy Sơ đồ 1 không giải quyết được vấn đề nứt, trong khi các sơ đồ 2, 3 và 4 giải quyết thành công vấn đề.

Tóm lại, thông qua phân tích, tối ưu hóa, tính toán CAE và xác minh thử nghiệm đường của tấm cốt thép bản lề, sơ đồ thiết kế kết cấu tối ưu được phát triển để giảm giá trị ứng suất và tăng cường hiệu suất của hệ thống thang máy. Thiết kế cải tiến này sẽ hướng dẫn sự phát triển trong tương lai của cấu trúc tấm cốt thép bản lề trong các dự án xe. Tuy nhiên, điều quan trọng là phải xem xét tính thực tế và hiệu quả chi phí của việc thực hiện các biện pháp tối ưu hóa này, vì chúng có thể yêu cầu điều chỉnh quy trình sản xuất và phải chịu thêm chi phí. Tuy nhiên, bằng cách ưu tiên chất lượng sản phẩm và nhu cầu của người dùng trong giai đoạn đầu phát triển, ngành công nghiệp ô tô có thể tiếp tục đổi mới và cung cấp các phương tiện an toàn và đáng tin cậy cho người tiêu dùng.