Лёгкий полуприцеп создаётся не просто лёгкими материалами, а применением материала в нужном месте и с нужным сечением. Метод конечных элементов (FEA) делает распределение напряжений и деформаций в раме видимым в виртуальной среде, позволяя принимать эти решения расчётом, а не методом проб и ошибок.
Как устроен процесс оптимизации?
- Определяются расчётные случаи нагружения: статическая нагрузка, торможение, поворот, кручение на рампе и дорожные удары
- Геометрия рамы разбивается на элементы, строится карта напряжений
- Топологическая оптимизация и оптимизация сечений убирают материал из малонагруженных зон
- Усталостная долговечность отдельно проверяется по критическим сварным узлам
- Модель калибруется тензометрическими измерениями на прототипе
Баланс между снижением массы и устойчивостью
Снижая массу, нельзя игнорировать поведение машины при опрокидывании и крене; особенно в цистернах с жидким грузом положение центра тяжести и конструкция секций напрямую влияют на устойчивость к опрокидыванию. Работы по оптимизации моделей в литературе показывают, что структурное облегчение и устойчивость движения должны рассматриваться в одном расчётном цикле. Итог: меньше материала — более предсказуемая и безопасная машина.
Источники
- Yu, D. & Chu, J. (2019). Study on roll-stability model optimization for partially filled tanker trucks. Advances in Mechanical Engineering, 11(4). DOI: 10.1177/1687814019837805