OBRABOTKAMETALLOV Vol. 25 No. 3 2023 55 EQUIPMENT. INSTRUMENTS Т а б л и ц а 1 Ta b l e 1 Анализ результатов расчета существующего коленчатого вала Structural analysis results of existing crankshaft Общее смещение, мм Теория напряжений по Мизесу, МПа Максимальное главное напряжение, МПа Максимальное напряжение сдвига, МПа 0,050 162,05 132,01 93,008 Анализ методом конечных элементов оптимизированного коленчатого вала с использованием Ansys-22R1 Очевидно, что практически каждый компонент кинематической цепи в сборке, для которого не была проведена топологическая оптимизация, обладает избыточным весом. Дополнительный вес конструктивных элементов приводит к использованию излишнего материала, что является причиной формирования чрезмерной нагрузки на движущиеся компоненты, снижения энергоэффективности и увеличения транспортных расходов [19–25]. Благодаря технологии топологической оптимизации (ANSYS Mechanical) появляется инструмент, необходимый для проектирования прочных и легких конструктивных элементов независимо от сферы их использования. Можно с легкостью определить цели и применить средства управления, чтобы обеспечить соблюдение производственных требований, установить минимальную толщину материала и определить области исключения [26–29]. Оптимизация топологии в ANSYSMechanical позволяет: 1) учесть множественные статические нагрузки в сочетании с оптимизацией собственных частот (модальный анализ); 2) выполнить требования к минимальной толщине материала; 3) соблюсти правила, касающиеся направления базирования (установки) элемента (например, для операций механической обработки); 4) получить возможность реализации как циклической, так и плоской симметрии. Выделенная область на рис. 8 отражает результаты общей деформации после приложения нагрузки в 320 т к центру коленчатого вала. Максимальная деформация приходится на середину коленчатого вала, где и приложена наРис. 8. Полная деформация в оптимизированном коленчатом валу Fig. 8. Total deformation of optimized crankshaft
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1