Оцінка впливу різноманітних форм рамної конструкції на ії міцнісні якості - Ярмак, Микола Сергійович; Глєбов, Василь Васильйович; Нефьодов, Анатолій Валерійович; Дашков, Дмитро Леонідович; Кас'ян, Роман Валерійович; Сливар, Євген Ярославович (Національний технічний університет "Харківський політехнічний інститут", 2022)
У статті поставлено завдання оптимізації рамної конструкції з метою зменшення її власної ваги з урахуванням виявлення фактору руйнування. Пошук рішення здійснюється з використанням еволюційного моделювання, що в свою чергу включає вибір механічної моделі і чисельної моделі. Обчислювальна схема включає такі основні етапи: знаходження на основі оптимального проектування варіанта конструкції, що відповідає вимогам замовника, виконання розрахунків цього об’єкта в статичній постановці в умовах появи локальних пошкоджень, реалізація послідовності еволюційних синтезів конструкції при виконанні розрахунків деформацій пошкоджених систем. За результатами цієї перевірки можуть коригуватися вихідні передумови для розрахунку та повторно виконуватись процедури оптимізації. Розрахунок у статичній постановці реалізується у межах деформаційної теорії пружності з урахуванням впливу зовнішніх навантажень. Це завдання реалізовувалось за допомогою застосування сучасного програмного комплексу ANSYS. Таким чином, проведено порівняння різних варіантів виконання несучих рам колісної техніки. Визначено вплив форм та ваги конструкції на міцність за певних видів навантаження. Показано, що при застосуванні певного типу оптимізації конструкції можливе збільшення міцності конструкції за додаткового зниження її ваги.

The article sets the task of optimizing the frame structure in order to reduce its own weight, taking into account the identification of the occurrence of a destruction factor. The search for a solution is carried out using evolutionary modeling, which in turn includes the choice of a mechanical model and a numerical model. The computational scheme includes the following main stages: finding, on the basis of optimal design, a design option that meets the requirements of the customer, performing calculations of this object in a static formulation under conditions of local damage, implementing a sequence of evolutionary syntheses of the structure when performing calculations of deformations of damaged systems. Based on the results of this check, the initial assumptions for the calculation can be corrected and the optimization procedures can be repeated. The calculation in a static setting is implemented within the framework of the deformation theory of elasticity, taking into account the influence of external loads. This task was implemented using the modern ANSYS software package. Thus, a comparison was made of various versions of the load-bearing frames of wheeled vehicles. The influence of the shape and weight of the structure on the strength under certain types of loading is determined. It is shown that when applying a certain type of design optimization, it is possible to increase the strength of the structure with an additional reduction in its weight.
Assessment of the influence of different forms of frame structure for its strength
Keywords: ANSYS; рамна конструкція; оптимізація 3D моделі; завдання статики; теорія пружності; оптимізація ваги; міцність конструкції; скінченні елементи; frame structure; 3D model optimization; static problem; elasticity theory; weight optimization; structural strength; finite elements