Tối ưu hóa phân tích 1

Mở rộng trên bài viết hiện tại, tôi sẽ cung cấp một phân tích và giải thích chi tiết hơn về vấn đề với các cửa màn hình điện từ âm thanh thông thường và các giải pháp đã được đề xuất.

Cửa màn hình điện từ âm thanh thông thường được biết là có điện trở lớn và đóng. Ngoài ra, bản lề trên các cửa này dễ dàng bị biến dạng và bị hư hỏng, dẫn đến hiệu suất âm thanh không thỏa đáng và hiệu suất che chắn. Để giải quyết những vấn đề này, một nghiên cứu toàn diện đã được thực hiện trên cửa màn hình, bản lề và trục bản lề. Mô hình ba chiều và phân tích phần tử hữu hạn được sử dụng để hiểu sự phân phối của các yếu tố căng thẳng, dịch chuyển và an toàn của các thành phần này.

Thông qua việc phân tích dữ liệu được thu thập và các tham số đồ họa, cấu trúc được thiết kế lại và tối ưu hóa để tăng cường sức mạnh của các bản lề và trục bản lề. Sức mạnh của trục bản lề được xác định là đặc biệt quan trọng đối với hiệu suất tổng thể của các ứng dụng lá cửa.

Thiết kế một cửa màn hình cách âm với giảm trọng lượng trong tâm trí là một trong những mục tiêu chính. Khung của cửa thường được làm bằng ống thép hình chữ nhật, sử dụng thép carbon thông thường và chứa đầy các bảng gỗ để thêm cách nhiệt. Để tăng cường hiệu quả cách điện âm thanh và giảm trọng lượng của cửa, bông cách nhiệt với mật độ 30kg/m3 đã được sử dụng làm chất làm đầy, với thể tích 0,3m3.

Sau khi sản xuất ban đầu của cửa màn hình cách âm, một số vấn đề đã được xác định trong quá trình kiểm tra. Thứ nhất, bản lề rất khó xoay và tạo ra những tiếng động bất thường. Thứ hai, điện trở đóng cửa cao và kéo dài trong một thời gian dài. Để giải quyết những vấn đề này, một phân tích toàn diện về bản lề S81 và S201 đã được tiến hành riêng.

Trong điều kiện lý tưởng, phân tích chuyển động được thực hiện trên bản lề S81. Nó đã được quan sát thấy rằng khi lá cửa và khung cửa hình thành một góc xấp xỉ 25 °, điện trở bắt đầu xuất hiện trong quá trình đóng cửa. Khi cánh cửa tiếp tục đóng, một lực cao hơn được yêu cầu để đóng hoàn toàn nó. Khi bản lề S201 được sử dụng thay vì bản lề S81, vấn đề đã được cải thiện đáng kể. Bản lề S201 đã được tìm thấy yêu cầu ít lực hơn và có thời gian áp dụng lực ngắn hơn trong quá trình đóng cửa.

Dựa trên những quan sát này, người ta đã kết luận rằng cấu trúc của bản lề S201 hợp lý hơn và phù hợp hơn với nơi làm việc đòi hỏi phải có lực đóng cửa lớn và niêm phong vượt trội và cách điện âm thanh.

Sau đó, một phân tích sức mạnh chi tiết đã được thực hiện trên cấu trúc bản lề S81. Mô hình rắn 3D của bản lề được tạo bằng phần mềm SolidWorks và các thuộc tính vật liệu đã được xác định. Phân tích phần tử hữu hạn được thực hiện trên bản lề để hiểu sức mạnh của nó trong các tải trọng và điều kiện làm việc khác nhau.

Phân tích cho thấy điểm ứng suất tối đa xảy ra trên trục bản lề, gần với đầu ràng buộc, đạt giá trị 231MPa. Điều này vượt quá giới hạn ứng suất cho phép, cho thấy sự cần thiết của thiết kế lại vật liệu và cấu trúc. Trục bản lề phía trên cũng có hệ số an toàn tối thiểu, cho thấy nhu cầu cải thiện.

Bản lề trên và dưới được tìm thấy để đáp ứng các yêu cầu về sức mạnh, trong khi các trục bản lề cần tối ưu hóa. Trục bản lề phía trên được thiết kế lại bằng cách tăng đường kính từ 9,5mm lên 15mm, dẫn đến điểm ứng suất tối đa là 101MPa và hệ số an toàn lớn hơn 2. Trục bản lề dưới cũng được dày lên 15mm và đáp ứng các yêu cầu về sức mạnh và an toàn.

Việc xác minh cường độ bản lề cho thấy cả bản lề trên và dưới đều đáp ứng nhu cầu thực tế, với các điểm ứng suất tối đa lần lượt là 29MPa và 22MPa.

Tóm lại, nghiên cứu này đã xác định thành công các vấn đề với cửa màn hình điện từ âm thanh thông thường và các giải pháp đề xuất. Thông qua phân tích toàn diện, sức mạnh và độ tin cậy của các bản lề và trục bản lề đã được cải thiện, đáp ứng các tiêu chuẩn cần thiết. Những cải tiến này góp phần vào hiệu suất và hiệu quả tổng thể của cách điện âm thanh và che chắn trong cửa màn hình.